夜晚的天空為什么是黑色的

小時(shí)候在老家的院壩邊，夏夜乘涼時(shí)我會(huì)問父親很多問題，父親給我講了很多星座的故事，但有一個(gè)問題沒有給我解釋：夜晚的天空為什么是黑色的？

后來才知道，這個(gè)看似簡(jiǎn)單的問題不止困擾了我，更困擾了人類足足200年。

直到最近，我才偶然得知答案，原來，一切要從我們?cè)鯓涌匆娢矬w開始講起。

光線進(jìn)入我們的眼睛后，通過晶狀體折射成像在視網(wǎng)膜上，連接視網(wǎng)膜的視覺神經(jīng)再把這些信號(hào)報(bào)告給大腦，我們就看到了這個(gè)紛繁復(fù)雜的世界。無論是能夠發(fā)光的手機(jī)屏幕、路燈等，還是能夠反射光線的書本、桌椅、樹木等，當(dāng)它們的光線傳到我們的眼睛時(shí)，就會(huì)在我們的腦海中呈現(xiàn)對(duì)應(yīng)的影像。

夜晚的天空中除了數(shù)千顆閃亮的恒星，背景一片黑暗

在浩瀚的宇宙中，我們能看到北斗七星、月球等天體，也是基于同樣的道理。不過，因?yàn)樗鼈兣c地球之間存在一定的距離，光線從發(fā)出到傳到我們的眼睛需要一定的時(shí)間。

以太陽為例，太陽光從太陽表面射出后大約需要8.3分鐘才能到達(dá)地球。如果某顆星與我們距離過遠(yuǎn)，而光速是有限的，它發(fā)出的光就沒有足夠的時(shí)間到達(dá)我們的眼睛，我們也就無法看到它。宇宙誕生于約138億年前的大爆炸，在有限時(shí)間內(nèi)，大量遙遠(yuǎn)恒星的光線還沒有到達(dá)地球，也就是說，光線沒有填滿整個(gè)宇宙空間，所以夜晚的天空看上去就是黑色的。

三角星系中許多恒星發(fā)出的光已經(jīng)到達(dá)地球

夜空黑暗之謎通常被稱為“奧伯斯佯謬”，這一概念由德國天文學(xué)家海因里希·奧伯斯傳播并普及。

奧伯斯等學(xué)者認(rèn)為，我們無法在夜空的每個(gè)角落看到恒星，恰恰證明了宇宙不可能是無限且永恒的：如果宇宙是無限的，天空中將綴滿恒星，而無限的時(shí)間足以讓恒星炫目的光芒到達(dá)地球，夜晚將和白天一樣明亮。

看似尋常的現(xiàn)象實(shí)際蘊(yùn)藏著宇宙奧妙，這就是《BBC宇宙的本質(zhì)：夜晚的天空為什么是黑的》這本書帶給我的最大體會(huì)。

除此之外，宇宙是會(huì)永遠(yuǎn)膨脹下去，還是會(huì)坍縮為一個(gè)點(diǎn)？時(shí)間是從過去流向未來嗎？除了我們這個(gè)宇宙，還有其他宇宙嗎？宇宙中有沒有其他智慧生命呢？這些熱門問題的答案都可以在《BBC宇宙的本質(zhì)：夜晚的天空為什么是黑的》中找到。

當(dāng)一個(gè)宇宙所擁有的質(zhì)量產(chǎn)生的引力足夠?qū)蛊渑蛎洉r(shí)，我們稱之為閉宇宙。反之，如果一個(gè)宇宙質(zhì)量不大，引力就不足以降低其膨脹速度，我們稱這種宇宙為開宇宙。除此之外，還存在一種特殊情況——平直宇宙（也稱平坦宇宙）。三者分別對(duì)應(yīng)著宇宙最后的3種可能結(jié)局：坍縮、永遠(yuǎn)膨脹、平衡。

斯蒂芬·霍金

基于這三種宇宙模型，科學(xué)界對(duì)宇宙的命運(yùn)眾說紛紜，這些觀點(diǎn)中備受關(guān)注的當(dāng)屬霍金的宇宙假說。20 世紀(jì)80 年代初，英國物理學(xué)家斯蒂芬·霍金提出了一種假說，認(rèn)為宇宙是閉合的。他假設(shè)，宇宙必然沒有邊界（無論是在時(shí)間還是空間上都沒有“邊緣”）。這其實(shí)不難理解，假設(shè)我們能站在大爆炸發(fā)生的瞬間，就相當(dāng)于站在地球的北極點(diǎn)上，這時(shí)，所有方向都是南方，空間上是沒有邊緣的。

同理，時(shí)間的每個(gè)方向也都走向未來。霍金認(rèn)為，這種宇宙的引力足夠大，膨脹將趨于停止，空間必然會(huì)在達(dá)到最大值之后朝著大擠壓的方向坍縮。在宇宙進(jìn)入坍縮的半程之后，時(shí)間有可能會(huì)倒流。

在一個(gè)正在坍縮的宇宙之中，時(shí)間會(huì)倒流，因此水滴將從池塘里的漣漪處“向上飛起”

霍金的這一理論是以多世界概念為基礎(chǔ)的。“多世界”一詞，不禁讓我們聯(lián)想到很多影視作品，它們都引入了平行世界的概念，比如美國科幻電影《彗星來的那一夜》、Netflix燒腦德劇《暗黑》，還有各種穿越劇等等，都是以交錯(cuò)的平行世界為背景，為我們講述了主人公的奇遇。 你是否想象過，有一天你走在路上，另一個(gè)你自己會(huì)迎面走來呢？

由埃爾溫·薛定諤設(shè)計(jì)的思想實(shí)驗(yàn)“薛定諤的貓”

平行世界真的存在嗎？這涉及量子多重宇宙的相關(guān)知識(shí)。我們都聽說過“薛定諤的貓”實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)是一個(gè)思思想實(shí)驗(yàn)，讓我們想象一下，把貓放入一個(gè)充滿毒氣的封閉盒子，貓存活和死去的概率各為50%。在打開盒子之前，我們不活知道是死還是活。

量子力學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)詮釋認(rèn)為，盒子里的貓屬于既死又活的疊加態(tài)，打開盒子時(shí)收縮成“活”與“死”中某一個(gè)本征態(tài)。而量子力學(xué)的多世界詮釋則認(rèn)為，存在兩個(gè)世界，打開盒子時(shí)活著的貓和死去的貓分別存在于兩個(gè)平行世界。

根據(jù)這一理論，這個(gè)世界的你正在手機(jī)上看這篇文章，另一個(gè)世界的你可能已經(jīng)下單這本書了。

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最后啰嗦一句，在當(dāng)前的國際國內(nèi)形勢(shì)之下，看書，尤其是看這樣的書還有意義嗎？我覺得有，正如阿波羅十四號(hào)宇航員埃德加·米切爾所說：“從月球上回望地球，國際政治顯得尤其狹隘，你真想一把抓住某個(gè)政客的脖子，講他拽到這四十多萬千米之外，對(duì)他說：‘睜開眼看看，你這個(gè)狗娘養(yǎng)的！’”