为什么宇宙中那么多恒星,背景确实黑的?

2024-11-19 阅读 67
更新于 2024年11月22日
两方面,一方面是深邃太空,星球距离太远,采光背景不足造成的。主要就是这方面。
还有一个方面,比如日出东方红胜火,地球背面西方就黑暗暗黑。
宇宙背景微波辐射因为波长不在可见光波段,故人类看不到它的颜色。但是它却是宇宙时空内超高能电磁辐射经过引力红移的结果,通过测量宇宙微波背景辐射温度和红移值以及宇宙射线的能谱可以计算得出宇宙中心吞噬星际物质的速率;因为宇宙中心作为宇宙时空内的唯一裸奇点,它吞噬多少就必须立刻辐射多少。
至于恒星发出的光线去哪儿了?
答案是同样被宇宙中心吞噬了。其原理是:宇宙时空只有一个方向——宇宙中心方向。
换句话来说就是:宇宙时空内所有光线的传播方向指向宇宙中心点。
具体的解释为:人类向任意方向看,宇宙空间的最深处是一个点——宇宙中心点,即宇宙微波背景辐射源。
觉得理解有困难的,请看下图:
每一根实线都是光直线,等长,等于宇宙视界半径;每一圈虚线代表一个球面,等质,1m间隔两个虚线间的质量(宇宙时空质量和可见物质的质量各占一半)等于K,K=2k,k为宇宙时空常量,与引力常量G、真空磁导率μ和真空介电常量ε一起成为反映真空属性(引力场、磁场、电场、质量场)的真空常量,四者之间存在如下关系。
k=1/2Gεμ
其物理含义是:两条虚线间隔一米时,两条虚线之间存在约34颗太阳质量的可见物质,和34颗太阳质量的因时空弯曲积蓄的真空势能而产生的质量。
正是因为如此,人类观测到的所谓的各向同性和宇宙微波背景辐射,以及宇宙学红移。
用水晶球来形象的解释一下,如果水晶球的材质的密度沿半径按照每1m间隔34颗太阳质量,即:
D(r)=k/4πr²
C=-r/t
其中
C——光速
r——水晶球内任意一点距球心距离,取值范围0-R,R为宇宙视界半径
t——r上的单位刻度,取负值,即t<0
则该水晶球具有如下光学特性:
1.任意方向传播方向的光线将折射至水晶球心;
2.光线在观察者视向距离不同的任意A,B两点之间传播时产生红移,红移值等于A,B两点所在时空的弯曲曲率自然对数差的一半,即:
Z=0.5ln[(R-a)/(R-b)]
3.如果水晶球沿半径每1m的球壳层内有34颗太阳在发光,水晶内的观察者就像地球上的人类看见的一样:宇宙微波背景辐射从四面八方而来。本超星系范围外的星系谱线特征点红移值为:
Z=ln[R/(R-D)]
其中
D——本超星系范围外星系距人类的视向距离
宇宙微波背景辐射和宇宙射线是宇宙中心吞噬星际物质后发出的超高能电磁辐射和超高速粒子流。
立此存照:宇宙微波背景辐射不会像宇宙大爆炸(余温)理论解释的那样一点点暗下去,而是一直如此明亮,即永远维保持目前的平均温度不变。与宇宙大爆炸理论预期相反:宇宙微波背景辐射温度最高点的温度将会缓慢持续上升。
奥伯斯佯谬
的确是如此!地球上的沙粒是很多,相当地多,但沙粒再多毕竟还是有限度的,总数量也是有一个固定量,地球的总重量才60万亿亿吨,沙子占据的比例很寥寥。而宇宙中的恒星多如牛毛,浩瀚无垠的宇宙空间里,恒星数不胜数。仅仅是在银河系里,像太阳这样的恒星保守估计就有4000亿颗。而银河系在整个宇宙中非常渺小,几乎可以忽略不计。最主要的是,宇宙是无限的,恒星的数量也是无穷的,到底有多少个恒星,可以说没有一个固定的数值。
夜空中,繁星点点
目前,在可观测宇宙中,恒星的数量已经多到无法统计,只能估测。而以人类目前的技术手段,仅仅能观测到一个以地球为中心、半径达465亿光年的球状体。更可怕的是,在可观测宇宙之外,还不知道宇宙的边界在哪里,实际上宇宙是没有边界的,它还在急速的膨胀中,膨胀的速度大于光速,恒星也在不断地诞生和灭亡中。哪些遥远的太空中的恒星,几十亿年了,光线还没有传到地球,也许我们将永远看不到它们,这是因为,它离我们实在是太过遥远,它发出的光到达地球,可能需要几百、几千甚至几万亿年的时间,地球可能等不到那一天,人类更等不到那时候。生命只是星球演化过程中偶然出现的一个“奇迹”,或者说是一个“小插曲”,属于是非常非常小的小概率事件,极具偶然性,比买双色球中一等奖的概率还低。
塔克拉玛干大沙漠
概括来讲,生命的寿命是非常短暂的,而孕育生命的地球的寿命却比地球长得多,但也是有寿命的。整个宇宙都是有寿命的。相比之下,人类的生命最短暂。根据哈勃深空望远镜的观测结果,在可观测宇宙中,约有2000000000000个星系,不要数了,是12个零,2万亿。请注意,是2万亿个星系,不是恒星!比如银河系,就是星系。而恒星的数量肯定要远远多于2万亿个。小一点的星系有几十亿颗恒星,大一点的星系有几千亿颗恒星,平均下来,每个星系约有2000亿颗恒星,这样算下来,在可观测宇宙中,共有4千万亿亿颗恒星!不仅如此,这些恒星有四分之三是双星、三星或四星系统,比如比邻星就是个三星系统。这样一折算,可观测宇宙中的恒星数量就更多了,起码有2亿亿亿颗!
夜空中的星座
需要说明的是,宇宙中的恒星数目远不止这些!在可观测宇宙之外,还不知道有多少个星系、多少颗恒星呢!数量多到可能用目前的数学手段无法表述出来。况且,这还仅仅是恒星的数量,而行星及其卫星、矮行星、小行星以及其他各种天体的数量更是一个无法描述的数!比如我们所在的太阳系,除了太阳在,还有八大行星和目前已知的近200颗卫星,还有数不清的矮行星、小行星以及流星、彗星、宇宙尘埃等。而太阳系在银河系中,只是一个若隐若现、可有可无的小数点。所以,整个可观测宇宙中的天体加起来,约为3亿亿亿颗。而在不可观测宇宙中,还有多少个“3亿亿亿”颗?没有答案。
无数个星系,无数颗恒星
那么,地球上的沙粒有多少个呢?这恐怕也是一个无解的答案。但不管如何计算,地球上的所有物质都是有一个固定的数量的,这是显而易见的道理。例如,地球上有多少蚂蚁,有多少树叶,这可能也没有答案,但肯定很多,不是一个简单的数字。但沙粒再多、树叶再多、蚂蚁再多,还是有个具体的量,不是无穷无尽的,因为地球就在我们脚下,是实实在在的一个球体,数量再多,也是有个固定的数字。而宇宙无穷无尽,恒星更无穷无尽。恒星的数量肯定大于沙粒的数量。
宇宙中到底有多少个恒星,恐怕没有确切的答案
仔细想想,突然有种悲呛、孤独、苍凉和无奈的感觉。人类太渺小了、太无助了!
这个问题涉及到一个被称为“奥伯斯佯谬”的天文学问题。以下是关于这个问题的详细解释:
1. 奥伯斯佯谬的提出:这个问题最早由德国天文学家海因里希·威廉·奥伯斯提出。佯谬的核心在于,如果宇宙是无限的,并且有无数颗恒星,那么整个天空应该被星星覆盖,夜空应该是明亮的。然而,事实并非如此,夜空是黑色的 。
2. 可能的解释:
宇宙的无限性和恒星分布:尽管宇宙中恒星的数量非常多,但它们并不是均匀分布的。宇宙的无限性意味着恒星之间的距离可能非常遥远,这使得它们发出的光在到达地球时已经非常微弱。
宇宙的膨胀:现代天文学认为,宇宙正在不断膨胀。这种膨胀导致遥远恒星发出的光在传播过程中发生红移,光的波长变长,亮度降低,因此夜空显得黑暗。
恒星数量的有限性:虽然宇宙中的恒星数量庞大,但并非无限。这意味着,尽管星星众多,但它们发出的光线不足以照亮整个宇宙。
3. 其他相关解释的排除:
分形分布:有假设认为宇宙中的恒星可能是分形分布的,但这一假设并未得到现代天文数据的支持。