宇宙為什么漆黑一片

無論是仰望夜空，還是驚嘆于網(wǎng)絡(luò)上絢麗的宇宙照片，你會發(fā)現(xiàn)兩者并沒有太大的區(qū)別：都是漆黑深邃的太空，點綴著明亮的星星、行星或宇宙飛船。那你有沒有想過，為什么宇宙漆黑一片？為什么宇宙不是五彩斑斕的，比如就像地球上白日里的藍(lán)色天空一樣？

其實，宇宙的黑，跟缺乏光線沒有關(guān)系。

加州大學(xué)天文學(xué)教授哈欽森·史密斯解釋說：“你也許會以為，既然我們銀河系中有無數(shù)的恒星，而宇宙中又有無數(shù)的星系，還有數(shù)不盡的其他可以反射光線的物體，比如行星等，那么我們在夜晚仰望天空時，整個夜空應(yīng)該異常明亮才是。然而事實上，宇宙非常黑暗。”

史密斯說，這個矛盾，在物理學(xué)和天文學(xué)界被稱為“奧伯斯佯謬”，它或許可以用時空膨脹理論來解釋，即“因為我們的宇宙的膨脹速度超過了光速……來自遙遠(yuǎn)星系的光芒可能會被拉伸，并變成我們?nèi)庋蹮o法察覺的紅外線、微波和無線電波”。又因為它們無法被察覺，所以在人類的肉眼看來就是漆黑的。

恒星可以發(fā)出各種顏色的光，甚至包括人眼看不見的顏色，比如紫外線或紅外線。如果我們的眼睛可以看到微波，那么我們會看到整個宇宙都在發(fā)光，這是因“為宇宙微波背景”仍然充斥著整個太空。宇宙微波背景——宇宙中最古老的光，來自宇宙大爆炸，因宇宙早期存在的質(zhì)子和電子而分散。

星際和行星際之間一片漆黑的另一個原因是宇宙空間近乎真空?；叵胍幌拢厍蛏系奶炜罩允俏邓{(lán)的，是因為構(gòu)成大氣的分子將太陽的可見光中波長較短的藍(lán)光和紫光等向各個方向散射，當(dāng)然也包括向我們的眼睛方向散射。但是，如果沒有這些物質(zhì)的話，光線從其光源發(fā)射出來后，便沿著直線傳播，直到被接收。由于太空近乎真空，這便意味著太空中幾乎不存在這些粒子，恒星和行星之間也就沒有任何可以分散光線、使之進(jìn)入我們眼簾的物質(zhì)。既然沒有光線進(jìn)入我們的眼睛，那么我們眼睛看到的自然是黑洞洞的一片。

盡管如此，2021年發(fā)表的一項研究表明，宇宙可能并不像科學(xué)家們起初想象的那么漆黑?；贜ASA探索冥王星的新視野號任務(wù)，研究人員已經(jīng)可以在不受地球或太陽的光線干擾的情況下，觀察太空。研究團(tuán)隊篩選了新視野號拍攝的照片，減去來自已知恒星、銀河系和可能星系的所有光線，以及任何可能來自相機(jī)的光線。最后，他們發(fā)現(xiàn)，宇宙的背景光，仍舊比預(yù)測的明亮兩倍。

宇宙為什么會比我們想象的更加明亮，仍是一個未解之謎，并且也將是未來研究的一個重點。不過在那之前，我們?nèi)钥梢赃@么說：宇宙依舊比漆黑更“黝黑”。

（周桓薦自《中國科學(xué)探險》）