宇宙的圖片大家都看過,但是不知道大家有沒有發現一個問題,無論哪一張宇宙的照片,都是黑色的。不像地球在太陽的照射下,既有白天又有黑夜。宇宙中存在無數顆類似于太陽的發光天體,難道都無法照亮宇宙嗎?
發光天體的形成從人類探索宇宙開始,宇宙給人的印象就是一片漆黑、無邊無際的巨大空間中,充斥著無數閃閃發光的星星,但是 這些會發光的星星似乎并沒有在宇宙中起到照明的作用,這是為什麼?
首先,這些宇宙中的發光天體是怎麼形成的呢?宇宙大爆炸發生之后,所有的恒星基本上都不會像現在這樣發光,整個宇宙看上去一片混沌,里面包含著各種各樣的物質,包括質子、電子與中子,所有物質雜亂無章地混合在一起。
宇宙大爆炸假想圖
宇宙大爆炸發生數年之后,宇宙空間中的溫度開始慢慢下降,各種粒子之間也開始發生各種各樣的反應,慢慢形成了原子和分子,但是因為宇宙中沒有形成特定的單個光源,這個時候的宇宙依舊處于一片黑暗之中。
隨著時間的推移,第一批恒星開始將氫融合成氦元素,初代恒星開始發出光芒,黑暗的宇宙中第一次有了光亮。從這一刻開始,越來越多的恒星開始發光,形成了我們現在抬頭就能看到的星星,但是遺憾的是,這些星星還是沒能改變宇宙的黑暗。
以太陽為例,太陽發出的光十分強烈,難道連太陽也無法照亮宇宙嗎?
這并不是一個簡單的問題,很多科學家都發現了這個問題,并且進行過思考和探究。按照一般的思維,太陽那麼亮,又有那麼多的行星反射它的光芒,雖然說不能將整個宇宙全部照亮,一小塊地方應該是可以的, 但是事實上行不通。
宇宙為何無法被照亮?其實,造成宇宙黑暗的第一個原因,也是最主要的一個原因: 宇宙實在是太大了。
太陽是太陽系中最大的恒星,它占據了太陽系幾乎99.8%的品質,它的體積是地球的130萬倍,相當于130萬個地球。但是與宇宙相比,太陽實在是太渺小了,甚至連沙漠里的一粒沙、海洋里的一滴水都算不上。
舉個簡單的例子,太陽對于宇宙來說就像黑夜里的一個螢火蟲,走近了可以看到一點光亮,但是遠遠不足以照亮整個黑夜。
宇宙是個無邊無際的空間,直到現在,人類也無法將宇宙探索完全。
宇宙空間究竟有多大呢?打個比方,在這個空間中,恒星就相當于街道上掛的小燈籠,當我們走近這些小燈籠時,還是很亮的,但是如果離遠了看,這些燈籠在黑夜里就顯得微不足道,更不足以照亮夜晚。
發光恒星在宇宙中擔任的就是這樣的角色,宇宙之大難以想象,星星們自然無法將其照亮。
宇宙黑暗的第二個原因:科學界中還有這樣一種說法,恒星之所以沒能把宇宙照亮,可能是 因為宇宙一直在不斷地擴張之中,發光天體形成的速度跟不上宇宙擴張的速度。還可以換個說法,那就是宇宙的黑暗并不是因為恒星不夠亮,而是恒星不夠多。
我們所在的宇宙并不是一成不變的,而是一直處于加速膨脹之中。上個世紀,三名物理學家展示了一項研究成果,結果一出就震驚了世人,那就是宇宙在不斷擴張變大。
牛頓定律中提到,萬物之間都存在引力,在萬有引力的作用下,物體就會相互吸引,相互靠近。
但是實際情況下,行星與行星之間并沒有相互吸引,而是越離越遠,這樣一來,發光行星在傳播光線的過程中,隨著傳播距離的增加,光線強度也在慢慢減弱,無論是傳播的速度還是宇宙中恒星的數量,都不足以照亮整個宇宙。
除了宇宙太大和宇宙膨脹,還有可能的第三個原因——沒有反射物。
我們在地球上之所以能感受到光線,不僅是因為太陽的存在,更多的其實是因為地球周圍有許多能夠反射光線的物體。
可以說,地球上的任何物體都能在光線傳播中發揮作用,大到天空中的白云,小到一塊玻璃,就連空氣中細小的灰塵都可以作為光線的反射物,換句話說,如果沒有反射物,我們就不能像現在這樣感受到光線的存在。
而光線的傳播速度是有很多因素限制的,除了反射物,還有介質等,但是宇宙中是真空的,并且十分空曠,所以光線很難反射出去。
但是,可能你仍然有疑問:宇宙中的小行星那麼多,固體物質更是數不勝數,怎麼可能沒有反射物呢?
科學家們用統計的方法得出,就目前來看,我們人類能夠用肉眼看到的恒星大約有7000顆,銀河系中的恒星數量就多達6000億顆左右,宇宙中就更多了,僅在可觀測的范圍內,就有至少1000億億顆。
其實,并不是說宇宙中沒有反射物,宇宙中的恒星、星際云、宇宙塵埃等等的物質都可作為反射物,但是還是不能真正起到反射光線的作用。因為這是從宇宙的角度看,雖然各種物質 數量眾多,但是一分布開來,物質和物質之間的距離就沒有那麼近了。
總而言之,在宇宙這個空間中,分布的物質密度太小,因此無法達到可以反射光線的程度。
不僅如此,宇宙中存在的很多我們看不到、摸不著的物質,它被叫做暗物質,科學家們研究后發現,人類用肉眼能看到的物質僅僅只占到了宇宙物質的15%,其余85%的物質都是我們看不見的 暗物質。
它們不吸收光線,但是也不會反射光線,就算用現在最先進的探測設備:無線電波、微薄以及其它任何形式的可見光,都不能完全看見它們。暗物質的存在,也可能是我們認為宇宙一片漆黑的原因之一。
對于發光星體為什麼沒能照亮宇宙,以上有的說法也只是推測,但是隨著科學技術的不斷發展,我們相信宇宙更多的秘密將會被慢慢揭開。