天為什麼黑了？

「天為什麼黑了？」

「因為太陽落山了。星星住在很遠的地方，所以看起來很小很暗。太陽離我們很近，所以它看上去最大最亮。」

對於在閱讀《十萬個為什麼》的小朋友們來說，這大概算是一個可以接受的答案了。但當四百多年前的天文學家這樣發問時，它卻成了一道無解的難題。大體來說，歷史上古今中外的人們都比較一致的認為宇宙是一個近乎無窮無盡的所在（各大宗教中編寫的開天闢地說暫且忽略不計）。然而到了1576年，哥白尼的日心說發表後的第33年，採用了日心說理論的西方天文學家們已經對宇宙和天上的星星有了相對先進的認識。英國數學家、天文學家托馬斯·迪格斯，腦洞大開，提出來了一個看似小白的問題：「為什麼太陽落山天就黑了呢？」更讓人驚訝的是，迪格斯竟沒能解釋這個看似顯而易見的問題，而是將它留給了後人。

這一留就是200多年。1823年，德國天文學家奧爾伯決定炒炒冷飯，把這個題目又提了出來，發表了奧爾伯悖論（Olber』sParadox），指出了夜晚的黑暗和無窮宇宙的相悖之處：

答：因為宇宙無限大，所以會有無數個恆星向我們發射光線，天空會無限的亮，所以我們不會看到什麼天空，我們會瞎…….確切的說，地球會被瞬間融化掉，根本存在不了。

這個說法當然是錯誤的，宇宙無限大，我們的天空卻不是。哪怕真的有無限的恆星在發光，我們也只能看到一面光幕，位置靠前的星球會把它身後射來的光線給擋住，我們自然也就接收不到「無限」那麼多的的光了。更實際一點的情況是，無論太陽上山下山，我們朝天空的哪邊看，都會是一樣的明亮。這下地球可能不會一瞬間就融化掉，而且守護地球的奧特曼們應該比現在要強大的多，不過大家還是會瞎。

那麼如果它們發出的光是被其他不發光的物體擋住了呢？這也是不可能的，因為時間。根據熱力學第二定律，熱量會自發的從熱向冷流動，所以如果有足夠長的時間，宇宙的所有物質之間都會達到相同的溫度，擋住星體的物質自然也會被加熱，直到和它背後的星體們有相同的溫度，釋放出一樣強度的光芒。而且即使有些星球離我們非常的遠，無限的時間也足夠讓它們發出的光線抵達地球了。如此尖銳的矛盾讓天文學家們不得不開始思考其他的可能。宇宙顯然並沒有達到熱平衡，這表明宇宙並非無限久遠的，在過去的某個的時間點上有確鑿的開端。而失去太陽光照射的天空是黑暗的，有限的時間也只能構建出有限的空間，這也就意味著宇宙並沒有無限多的星星，也沒有無限大的空間了。

帶著這樣的疑惑，天文學家開始了新的腦洞之旅，奧爾伯悖論發表的一百年後，天文學在20世紀隨著廣義相對論的到來翻開了新的一頁，帶來了各式各樣的宇宙模型和諸如光線疲勞假說等等一系列試圖解釋地球星空的理論。而如今被認為解釋宇宙起源最為合理的大爆炸理論和膨脹宇宙模型也從中脫穎而出。根據當前的理論，我們的星空是由大爆炸所帶來的物質組成和空間距離，光的傳播特性，以及膨脹宇宙所導致的紅移現象等一系列因素共同造成的結果。簡單地說，大爆炸約發生於137億年前，而爆炸後的宇宙擴張速度高於光速，使得在遠方的星光無法抵達地球。這段時間能讓我們觀測到的可視宇宙（observable unvierse），即物體發出的光有足夠時間到達地球的空間，不過是整個宇宙的一部分。在我們有限的可視宇宙內，我們最熟悉的物質只佔宇宙能量和物質總和的約不到5%，而星體只佔不到千分之3，地廣星稀的超乎想像。正因為如此，絕大多數星星或是過於遙遠，或是過於昏暗（視星等，也就是觀測亮度低於8m），或是其他物質所阻擋，又或是因為宇宙空間的擴張而發生紅移，波長超出了我們的可視範圍。在層層篩選之後，就只剩下大約2000顆星星能被人類的肉眼所發現了。

以上的討論從科學嚴謹的角度來說未免太過簡略，其中涉及的每一個課題背後的研究都是奇妙而艱深的，但是即便只是在夜晚偶爾抬頭看看窗外的星空，也足以讓我們的大腦開啟一段精彩的探索之旅。黑暗的夜空和璀璨的星光本就在向我們訴說著宇宙的奧秘。

「天為什麼黑了？」

「因為宇宙是有限的，而且它很膨脹。」

抽煙、酗酒、比喪

不如

相信科學

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