宇宙解析／星光無數為何夜空黑暗

【聯合報╱記者陳皓嬿】
晚上的天空為什麼是暗的？最直覺的答案大概大家都答得出來，因為晚上太陽在地球的背面，所以照不到光。但太空中有這麼多星星，每顆星星發出來的光都會擴散，就像用手電筒或探照燈往眼前照一樣，所以照理來說夜晚的天空應會被星光覆蓋住，相當明亮才對？這是相當有名的「夜空佯謬」，1823年時由德國天文學家歐柏斯提出，曾引起相當大的爭論。歐柏斯假設，靜止的宇宙中，均勻分布著同樣的星體，若以地球為中心，畫出許多同心的「天球殼」，則在距離地球10光年球殼上的星星，亮度是距離地球20光年球殼上的星星的4倍。不過20光年球殼上的星星數量，也會是10光年球殼上星星數量的4倍，所以兩個球殼所發出來的光，對地球人來說，看起來是一樣亮的。由於每個球殼對夜空貢獻的亮度相同，所以累積的效應應該是無限亮的天空。1901年，物理學家開爾文解開這個弔詭理論：宇宙的年齡有限、光的速度也有限，以地球的年齡約為50億年來說，我們只能看到距離地球50億光年內的星星，因為50億光年以外的星光，都還沒到達地球，換句話說，我們看向夜空中黑暗的部分，其實就是在回顧歷史。宇宙紅移也是另一合理解釋，因為宇宙正在膨脹，當可見光傳到地球時，光的波長已轉變成微波，所以我們看不到星光。


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