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奧伯斯佯謬

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銀河背後,就是漆黑的夜空。

奧伯斯佯謬德國天文學家奧伯斯於1823年提出,於1826年修訂,是指若宇宙是稳恆態而且無限的,則晚上應該是光亮而不是黑暗的。在此之前,類似的想法已由克卜勒於1610年提出,後來於18世紀愛德蒙·哈雷夏西亞科斯(Jean-Philippe de Cheseaux)的作品逐漸成熟。黑暗的夜晚印證了宇宙乃非穏恆態的,是大爆炸理論的證據之一。奧伯斯佯謬又稱夜黑佯謬光度佯謬

假設[编辑]

奧伯斯佯謬的運動

假如宇宙是穏恆態而無限,而且有無數平均分佈的發光星體,則無論望向天上哪一位置都應該見到一粒星體的表面,星與星之間便不應有黑暗的位置,黑夜時整個天都會是光亮的。

更确切的表述是,如果宇宙是稳恒,无限大,时空平直的,其中均匀分布着同样的发光体,由于发光体的照度与距离的平方成反比,而一定距离上球壳内的发光体数目和距离的平方成正比,这样就使得距地球距離──全部发光体的照度的积分不收敛,黑夜的天空应当是无限亮的。

解釋[编辑]

被接受的解釋[编辑]

兩種作用能對奧伯斯佯謬給予解釋:宇宙的年齡是有限的和紅移,而後者是最重要的效應。(即使在穩態宇宙理論的模型中,也推論出宇宙是無限老和空間是無邊際的,但夜空依然是黑暗的。)

宇宙的年齡是有限的[编辑]

這個解釋指出有限速度的光要遊遍宇宙的空間本身就是矛盾的,當我們遙望遠處的空間,其實就是在回顧歷史。最後,我們仍只能觀察到有限年齡的宇宙。

有趣的是,作出相同解釋的還有詩人愛倫·坡在1848年的散文詩《我得之矣》,詩中他寫道:

「星星是連續不盡的,然後背景的天空將呈現一致的光亮,就像銀河所顯示的——因為不會有絕對的點,在那所有的背景中,星星將不復存在。因此,在那些,在這樣的事態下,唯一的模式,我們可以體會到我們的望遠鏡在無數的方向上發現空隙,將假設無形的背景,因為距離的遙遠,光芒從未能到達我們。」[1]

紅移[编辑]

以有限的宇宙年齡所提供的星光來照耀天空時,導出了另一個問題:為什麼看不見任何一點大霹靂的貢獻?這原因是大霹靂本身的輻射因為宇宙膨脹的緣故,已經紅移微波的波長,成為宇宙的微波背景輻射。宇宙的膨脹也限制了可觀測宇宙的大小,這意味著在此之外的光線到不了我們所在之處,這在光學效應下創造了有限的宇宙。(參考有限年齡的論據。)

其它解釋[编辑]

也有人提出另一種解釋(奥伯斯本人就曾这样解释),指宇宙並非透明,遠處星光會被宇宙間黑暗的星體,塵埃和氣體阻隔,令極遠處的光線只可以傳播一段有限的距離而不能到達地球。然而這並不能解決問題,因為根據熱力學第一定律,能量必定守恆,故此中間的阻隔物會變熱而開始放出輻射,結果導致天上有均勻的輻射,温度应当等于发光体表面的温度,也即天空和星体一样亮,然而事實上沒有觀察到這種現象。

克卜勒認為奥伯斯佯谬論證說明宇宙是有限的,或最少是只有有限數量的星體。

分形學權威本華·曼德博提出了另一種不需基於大爆炸理論的解釋。他指出若星體是以分形方式在宇宙間分佈(例如類似康特塵埃),不用大爆炸理論也能解釋奧伯斯佯謬。但他的理論是用於展示碎形理論多於解釋夜黑問題,從天文學觀測亦沒有證據顯示星體以分形模式分佈。

資料來源[编辑]

相關條目[编辑]

參考網站[编辑]