世界级伟大悖论之一；奥尔贝斯悖论

世界级伟大悖论之一；奥尔贝斯悖论  绯夜盗香 2019-07-27 14:42:32


奥尔贝斯悖论
牛顿知道在任何无限的宇宙中有着更深层次的矛盾，叫做奥尔贝斯 (Olbers)悖论，这个悖论是从夜晚天空的背景为什么是黑色产生的。早至约翰 尼斯_开普勒Uohamies Kepler)时代的天文学家就认识到：如果宇宙是均匀的 和无限的，那么不管你向哪看，你都会看到从无数个星星发出的光。凝视夜晚天 空的任一点，我们的视线将最终穿过不计其数的星星，接收到无限数量的光线。 因此，夜晚的天空应该是一片火海！但事实是，夜晚的天空是黑的，不是白的，几 个世纪以来这成了一个微妙的，但是意义深远的宇宙矛盾。
这个悖论像本特利（Bentley)悖论一样，看上去简单，却使很多代的哲学家 和天文学家苦恼。本特利（Bemley )悖论和奥尔贝斯（Olbers)悖论都与观察有 关，在一个无限的宇宙中，重力和光线可以产生无限多个没有意义的结果。几个
世纪以来，人们提出了很多不正确的冋答。开普勒（Kepler)被这个悖论闲惑得 走投无路，只得推测宇宙是有限的，被一个外壳所包围，因此只有有限数量的光 线能够到达我们的眼球。
对这个悖论的回答是如此混乱，以至1987年的一项研究表明：70%的天文 学教科书都给出不正确的回答。
起初，人们说光线被尘云吸收了，想由此解答奥尔贝斯（Olbers)悖论。1823 年海因里希·威廉·奥尔贝斯（Heinrich Wilhelm Olbers)第一次清楚地叙述这个 悖论时，他本人就是这样回答的。奥尔贝斯（Olbers)写道：“地球是多么幸运啊， 不是天穹每一点的光线都能到达地球！要不然亮度和热度将不可想象，比我们 经受的要高90 000倍，只有全能的上帝才能设计出能在这种极端环境条件下生 存的生物体。”奥尔贝斯（Olbers)提出：为了地球不沐浴在像太阳光盘那样明亮 的背景中，尘云必须吸收大量的热，地球上的生命才能够生存。例如，我们所在 的银河星系的火焰中心，在夜晚的天空中本应特别耀眼，但实际上它藏在了尘云 的背后。因此当我们遥望银河系中心所在的人马星座（Sagittarius)的方向时，我 们看到的不是闪烁的火球，而是一片黑暗。
但是尘云不能真正解释奥尔贝斯（Olbers)悖论。经过一个无限长的时间周 期，尘云吸收来自无数星球的光线，最终将和星星表面一样发光。因此,尘云在 夜晚的天空应发光。
同样，人们可以假定:星星离得越远就越暗淡。这是对的，但不能回答这个 悖论。如果我们观察夜晚天空的一部分，非常遥远的星星的确很暗，但是你看得 越远，你看到的星星就越多。在均匀的宇宙屮这两者的效果互相抵消，夜晚的天 空仍然应该是白的。（这是由于光线的强度随距离的平方减小，星星的数量随 距离的平方增加，两者抵消。）
非常奇怪的是，历史上第一个解决这个悖论的人是一位美国的神秘作家埃 德加_爱伦·坡（Edgar Allen Poe)，他是一位天文学的长期的业余爱好者。就 在他临死之前，他在一篇叫做《欧雷卡》的充满哲理的散文诗中发表了 他的很多观察。其中有非常精彩的一段话：
如果星星的系列是没有止境的，展现在我们面前的天空的背景应是均 匀照明的，像银河系所显示的那样。因为在整个背景中绝不可能找到一个 地方没有星星。因此，在这种情况下为什么我们的望远镜在数不清的方向 什么也看不见的原因是：不可见的背景距离是如此遥远，以至根本没有光线能到达我们。
他最后说:“到目前为止这个想法太美妙了，还无法证实。”
这是正确回答问题的关键。宇宙不是无限的老。它有起源。到达我们眼球 的光线有一个有限的分离点。从最遥远星星来的光线还来不及到达我们。宇宙 学家爱德华·哈里斯（Edwad Harrison)首先发现爱伦·坡解决了奥尔贝斯 (Olbers)悖论。他写道当我第一次读到爱伦·坡的诗时，我惊呆了。一个诗 人，最多是一位业余科学家，怎么能在140年前就认识到正确的答案，而在我们 的学院里却一直讲解着错误的结论?”
1901年，苏格兰的物理学家洛德·开尔文（Lord Kelvin)也发现了正确的答 案。他认识到：当你遥望夜晚的天空时，你看到的是它过去的样子，而不是现在 的情况。因为光的速度尽管按照地球的标准是非常之快（每秒186 282英里〔每 秒300 000千米〕），但仍然是有限的，光从遥远的星球到达地球需要时间。洛德· 开尔文（Lord Kelvin )计算得出：要想夜晚天空是白的，宇宙的范围必须扩大到几 百万亿光年。但是因为宇宙的年龄没有万亿年，所以夜晚天空一定是黑的。 (还有第二个夜晚天空为什么是黑的理由，星星的寿命是有限的，以几十亿 年计。）
近来，利用哈勃空间望远镜已经有可能实验验证爱伦·坡解答的正确性。 这些强大的望远镜又使我们能够回答甚至是孩子也能提出的问题。最远的星在 哪里？在最远的星之外有什么？为了回答这些问题，天文学家为哈勃空间望远 镜编制了程序以执行一项历史性的任务：拍摄宇宙最远之处的快照。为了捕捉 最深层空间角落的极其微弱的辐射，该望远镜必须完成一项前所未有的任务:在 总共几百小时的时间内精确地瞄准猎户星座（Orion)附近天空的同一点，这要求 该望远镜在围绕地球运转400圈的时间内要完全对准。此项目是如此之困难， 不得不花费4个月的时间才完成。
2004年，全世界的报纸以头版头条新闻发布了一张极有吸引力的照片。这 张照片展示从大爆炸之初的混沌中凝缩出来的10 000个幼稚的星系。空间望 远镜科学研究所的安东·柯克莫尔（Anton Kodcemoer)宣称：“我们可能已经看 到创世的终结。”此照片显示离开地球130亿光年的一团暗淡的星系，也就是说 光要花费130亿年的时间才能到达地球。因为宇宙本身的年龄只有137亿年， 这意味着这些星系是在创世后大约5亿年的时间形成的，这时第一批星星和星 系正从大爆炸留下的气体中凝缩出来。该研究所的天文学家马西莫·斯蒂瓦韦 里（Massimo Stivavelli)说:“哈勃把我们带到离开大爆炸本身只有一箭之遥。” 但是又有问题产生了 ：在最远的星系外面有什么呢？当你凝视这张非凡的 照片时，很明显在这些星系之间只有黑色。它是一个来自遥远星球光线的一个 最终的分离点。然而，这些“黑色”实际上又是微波背景辐射。因此，对夜晚天 空为什么是黑色的最终回答是:夜晚天空实际上根本不是黑的。（如果我们的 眼睛能够或多或少看到微波辐射，不只是可见光，我们就会看到来自大爆炸的辐 射充满夜空。在某种意义上，来自大爆炸的辐射出现在每晚的夜空。如果我们 的眼睛能够看到微波，我们就会看到位于最远的星星之外的创世主。）
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• 老太爷888 1天前
  第一颗恒星的光线到达地球时，我们看到它了，这时第二颗恒星的光线还没到达地球，所以那个方向是黑的。等第二颗恒星的光线到达地球时，第一颗恒星早已经灭亡。除非所有恒星的光线都能同时活着到达地球，否则夜空不会全亮
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• 张一兵857 1天前
  宇宙是无限的，没有起点也没有终点，在宇宙中物质不是均匀的，大爆炸理论是把宇宙运动的一个现象误认为是起点，实际上宇宙在运动过程一直存在聚合、压缩、爆炸、扩散、聚合的无限循环运动。这是我个人对宇宙的认知，我无法证明，我也没有能力证明。
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• 广佛顺乐 1天前
  太容易解释了，远就是暗淡，无论是多少星星，它都是遥远都是暗淡，并且光线越遥远越分散，一颗星进入我们眼睛的光线可能只有几百条，对地球的物质没几乎没有反射作用，因此一片黑夜，这还不简单！
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• QKang 1天前
  天文学家和业余爱好者们，听我为你解释一下，第一：光被前面的物质挡住了。第二：宇宙中的光的波长有很多种，要用不同仪器观察才能看到所有的光，所以无论我们用什么仪器观察，我们都只看到少部分的光。
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• 重庆乖乖女 1天前
  宇宙当然是无限的，因为人类眼睛能感知的只是极少数可见光，而宇宙天体发射的大部份光波频率在可见之外，所以天空看起是黑的
  
  
  

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不错，写的很深刻，收藏了