黑暗的夜空

黑暗的夜空 在咱们的生活里, 最常见的事儿, 往往隐藏着最难解释的奥 秘。比如: 很早以前, 谁也没有关心过, 东西为什么在没有其他物体托着的时候, 会掉到地上。然而, 一位叫牛顿的人, 有一次看到 一个熟透的苹果, 从树上掉下来。于是, 他受到了启示, 得出了“万有引力”的科学定律。那么, 对于“夜空为什么是黑的”这个问题, 你是不是也认真思考过呢 ? 也许你没有得出结论, 这是很正常的。 因为, 直到现在, 就连那些专门研究天文的科学家们, 也没有得出 一个统一的答案。这个问题依然是个谜。 有人曾这样设想: 如果说在宇宙中有无数颗能发光发热的恒 星的话, 那么我们的地球, 无论转到哪个方向, 都应该看到来自不同方位的恒星所发出的光。所以, 按这种理论推测, 我们看到的夜 空 , 应该也和白天一样明亮才对。而事实上, 我们只有面对太阳的时候, 才真正看到了光明, 背对太阳的时候, 我们就只能看到黑夜了。那么, 黑夜又是怎么形成的呢 ? · 100 · 　 　 有人这样解释说: 因为在星际间, 存在着大量的气体和尘埃, 它们可以吸收恒星发出的光。所以, 宇宙就变得黑暗了。 这种解释显然是不能让人满意的。因为宇宙中恒星的总光度 是无限大的。如果星际物质吸收那么多的能量, 那么它自己一定 会变热并且发出光亮。这样一来, 宇宙不但不会黑暗, 反而会更加 明亮。因此, 这个解释是不能成立的。 1826 年, 由于一位名叫奥伯斯的德国天文学家首先提出了这 个非常有趣的问题, 所以这个问题就被称作奥伯斯佯谬, 也叫光度 佯谬。结果, 此后一百多年, 关于“夜空为什么是黑的”这个问题, 总是没有一个合理的解释。 正当科学家们对奥伯斯佯谬束手无策的时候, 宇宙膨胀学说 的出现, 给解决这一问题带来了一线希望。 1915 年, 美国天文学家斯里弗发现, 大多数的银河系以外的 星系, 它们的光谱线都有红移现象。也就是说, 观测到的这些河外星系的光谱线, 在不停地向红色一端移动, 即波长变长, 光波频率 变低。这是怎么回事呢 ? 一位名叫多普勒的奥地利物理学家发现 的“多普勒效应”, 正好能够解释这种现象。那么, 多普勒效应又是 什么呢 ? 其实这是一个关于声学方面的物理现象。在平时的生活 中 , 我们都会有这样的感受: 当一列火车迎面朝我们开过来的时候, 我们会觉得火车的鸣叫越来越尖厉; 当火车从我们身边飞驰而过的时候, 声音会突然变小, 并且越来越低, 直到最后听不见为止。这就是说, 当声源向观测者方向运动的时候, 观测者所听到的频率会变高; 相反, 当声源远离观测者的时候, 声音的频率就会变低。这种多普勒效应也适用于光学中: 当光源向观测者方向移动的时候, 光波频率会变高, 波长变短, 光谱线就会向紫色的一端移动; 如果光源是远离观测者而去的, 那么, 它的波长就会变长, 光谱线就会向红色一端移动了。这就叫“红移”现象。斯里弗发现的这种红移现象, 说明了河外星系正不停地远离我们而去。 · 101 · 　 　 到了 1929 年, 美国天文学家哈勃, 又进一步研究了二十多个 河外星系的红移之后, 得出了一个结论: 宇宙中所有的星系, 都在 用非常快的速度, 远离我们, 向四面八方飞去。这就是著名的“哈 勃定律”。这个定律告诉我们一个非常明显的道理: 宇宙正在不断 地膨胀着 ! 有了宇宙膨胀学说以后, 人们对于夜空的黑暗就有了新的解 释。有的科学家认为: 因为宇宙在不断地膨胀着, 所以各种星体也 在不停地向远处飞行着。恒星发出的光, 也会因为红移现象而使 它们的能量减小。星系越远, 红移越大, 发出的光越暗。许多离我 们地球非常遥远的恒星, 它们发出的光到达地球的时候, 其能量已 经接近于零了。所以, 我们感到夜空是黑暗的。 这个观点从理论上看, 好像很有道理。但是, 关于宇宙是从什 么时候开始膨胀的 ? 造成膨胀的原因又是什么呢 ? 这又成了科学 家们新的研究课题。因此, 黑暗的夜空是因为宇宙膨胀造成的这 种说法, 在科学上, 仍然不能成为定论。 为了解开夜空黑暗之谜, 又有人大胆地提出了另一种新的说 法, 认为夜空之所以黑暗, 可能是宇宙诞生以前的状态。 这是怎么回事呢 ? 持这种观点的科学家认为, 光的传播速度是有限的, 虽然光速 能达到大约每秒 30 万千米, 但它毕竟还需要一定的时间。那些离 我们十分遥远的星系, 它们的光到达我们地球的时候, 已经过去了 几千几万年, 有的甚至是几亿几十亿年的时间了。所以, 黑暗的夜 空, 也许就是宇宙诞生之前的样子, 而并不是宇宙现在的状态。 这种观点虽然也很有道理, 但是这种解释也遇到了许多难以 避免的问题。比如: 既然黑暗的夜空是因为宇宙还没有诞生造成 的 , 那么宇宙又是怎样形成的呢 ? 它又是怎样演化成现在这个样子的呢 ? 看来, 只有先弄清了宇宙起源的问题, 才能证明这一理论的正确性。虽然宇宙大爆炸学说已经被世界上多数天文学家所接 · 102 · 　 　 受 , 但这种学说仍然是一种推测, 还没有得到科学的证实。因此可见, 黑暗的夜空是宇宙诞生之前的状态的说法, 也不能成为定论。 那么, 为什么夜空是黑的这个问题, 该怎样回答呢 ? 看来, 只有等待着一代一代人, 经过艰苦的努力的探索之后, 去作出正确的解释了。 第 三章 立足之本———地球