光到底能跑多远 又都跑到哪去了
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/12/25 01:16:16
光到底能跑多远 又都跑到哪去了
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光到底能跑多远 又都跑到哪去了
奥伯斯佯谬(Olbers paradox)
奥伯斯佯谬由德国天文学家奥伯斯于1823年提出,于1826年修订,是指若宇宙是穏恒态而且无限的,则晚上应该是光亮而不是黑暗的.在此之前,类似的想法已由开普勒于1610年及夏西亚科斯于十八世纪提出.黑暗的夜晚印证了宇宙是非穏恒态的,是大爆炸理论的证据之一.奥伯斯佯谬又称夜黑佯谬和光度佯谬.
假设
假如宇宙是穏恒态而无限,而且有无数平均分布的发光星体,则无论望向天上哪一位置都应该见到一粒星体的表面,星与星之间便不应有黑暗的位置,黑夜时整个天都会是光亮的.
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,这样就使得对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.
因为光速有限,看起来愈远的星体年代就愈久远,故此星体在空间平均分布亦代表在时间上平均分布,而无数平均分布的星体就表示宇宙已存在了无限长的时间,而且星体的性质一直没有大改变.宇宙的有限年龄是解释奥伯斯佯谬最重要的一点.
开普勒认为奥伯斯佯谬论证说明宇宙是有限的,或最少是只有有限数量的星体.
因为光速有限,远处的星光最远亦只能传送至以其年龄为光年量度的有限距离,故此我们仍未能看见这些极远处的星光,即可观测宇宙是有限的.这想法最先由爱伦·坡于1848年提出.[1]最广为接受的大爆炸模型指出宇宙年龄约有137亿年,因此光线最长亦只能传送了137亿光年之远.故此,即使在地球以外任何方向都存在星体,超过这个距离的星体光线仍未能传送到地球.
但因为大爆炸的光线强得不可思议,而且向每一方传播,以上解释未能完全解决夜黑的问题.然而在广义相对论之下,大爆炸产生的光线被大幅红移而成为低能量的宇宙微波背景辐射,故此对奥伯斯佯谬的真正解释,是一切远处的星光都被红移,而并非直接基于有限的宇宙年龄 (虽然在很多理论中红移和宇宙年龄都有关系).
也有人提出另一种解释(奥伯斯本人就曾这样解释),指宇宙并非透明,远处星光会被宇宙间黑暗的星体,尘埃和气体阻隔,令极远处的光线只可以传播一段有限的距离而不能到达地球.然而这并不能解决问题,因为根据热力学第一定律,能量必定守恒,故此中间的阻隔物会变热而开始放出辐射,结果导致天上有均匀的辐射,温度应当等于发光体表面的温度,也即天空和星体一样亮,然而事实上没有观察到这种现象.
分形学权威曼德勃罗提出了另一种不需基于大爆炸理论的解释.他指出若星体是以分形方式在宇宙间分布 (例如类似康特尘埃),不用大爆炸理论也能解释奥伯斯佯谬.但他的理论是用于展示碎形理论多于解释夜黑问题,从天文学观测亦没有证据显示星体以分形模式分布.
这实际上是天文学上一个著名的问题,叫奥伯斯谬佯。这个观点认为,宇宙中既然到处是恒星,那么经过了这么长时间后,宇宙中应当到处是光。即使有星际物质吸收光线,这些物质被加热后也会放出光来,而不应当是现在这样一片漆黑。唯一能解释这一点的,就是宇宙在膨胀,而且膨胀到宇宙扩张的速度足以抵消恒星所产生的光。这是大爆发学说一个强有力的支持论点。...
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这实际上是天文学上一个著名的问题,叫奥伯斯谬佯。这个观点认为,宇宙中既然到处是恒星,那么经过了这么长时间后,宇宙中应当到处是光。即使有星际物质吸收光线,这些物质被加热后也会放出光来,而不应当是现在这样一片漆黑。唯一能解释这一点的,就是宇宙在膨胀,而且膨胀到宇宙扩张的速度足以抵消恒星所产生的光。这是大爆发学说一个强有力的支持论点。
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上面的都很不错,如果想知道为什么,你就去看看《相对论》和霍金的时空经典。
我还看过另外一种解释,宇宙中既然到处是恒星,那么经过了这么长时间后,宇宙中应当到处是光,可是现在宇宙大部分是一片漆黑,主要原因是我们的宇宙还太年轻,从遥远恒星发出的光还没有时间传到更远的地方去。所以,宇宙中大多数地方是漆黑一片!...
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我还看过另外一种解释,宇宙中既然到处是恒星,那么经过了这么长时间后,宇宙中应当到处是光,可是现在宇宙大部分是一片漆黑,主要原因是我们的宇宙还太年轻,从遥远恒星发出的光还没有时间传到更远的地方去。所以,宇宙中大多数地方是漆黑一片!
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跑到黑洞里去了。
只要没被其他物体吸收,光会一直跑下去