为什么外太空看起来是黑色的?

浏览:919   发布时间: 09月04日

用自己的眼睛仰望夜空,或者惊叹于网上的宇宙图像,你会看到同样的东西:漆黑的、深邃的太空,被明亮的星星、行星或航天器打断。但是为什么是黑色的呢?为什么太空不是彩色的,就像地球上白天的蓝色天空一样?

令人惊讶的是,答案与缺乏光线无关。

“你会认为,既然我们银河系中有数十亿颗恒星,宇宙中有数十亿个星系,还有其他物体,比如行星,它们会反射光,那么当我们晚上仰望天空时,它会非常明亮,加州大学圣克鲁兹分校 (UCSC) 的天文学和天体物理学研究生 Tenley Hutchinson-Smith 在一封电子邮件中告诉 Live Science。“但相反,它实际上非常黑暗。”

Hutchinson-Smith 说,这个矛盾,在物理学和天文学界被称为奥尔伯斯悖论,可以用时空膨胀理论来解释——这个想法“因为我们的宇宙膨胀速度超过了光速……来自远处的光星系可能会伸展并变成红外线微波无线电波,而这些是我们人无法察觉的。” 并且由于它们无法检测到,因此肉眼看起来很暗(黑色)。

Miranda Apfel 也是 UCSC 的天文学和天体物理学研究生,她同意 Hutchinson-Smith 的观点。“星星发出各种颜色的光,甚至是人眼不可见的颜色,如紫外线或红外线,”她告诉 Live Science。“如果我们能看到微波,所有的空间都会发光。” Apfel 说这是因为宇宙微波背景——来自大爆炸的光能被早期宇宙中存在的质子和电子散射——仍然充满了整个空间。

星际和行星际空间显得黑暗的另一个原因是空间几乎是完美的真空。回想一下,地球的天空是蓝色的,因为构成大气的分子,包括,将太阳发出的大量可见光成分蓝色和紫色波长向各个方向散射,包括朝向我们的眼睛。然而,在没有物质的情况下,光从光源到接收器沿直线传播。因为太空是一个近乎完美的真空——这意味着它的粒子极少——在恒星和行星之间的空间中几乎没有任何东西可以将光散射到我们的眼睛。没有光线到达眼睛,他们看到的是黑色。

也就是说,2021 年发表在《天体物理学杂志》上的一项研究表明,太空可能并不像科学家们最初想象的那么黑。通过美国宇航局对冥王星和柯伊伯带的新视野任务,研究人员已经能够在没有来自地球或太阳的光干扰的情况下看到太空。该团队筛选了航天器拍摄的图像,并减去了来自已知恒星、银河系和可能的星系的所有光,以及可能从相机怪癖中泄漏的任何光。他们发现,宇宙的背景光仍然是预测的两倍

仍然未知的额外亮度的原因将是未来研究的重点。在那之前,一件事似乎很可能:太空很可能比漆黑更“木炭”。

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