你知道晚上為什麼那麼黑
⑴ 為什麼晚上天是黑的
夜晚的天空為什麼是黑的 吳勝杳 呂慧 夜晚的天空為什麼是黑的?這是經典宇宙學中的一個著名的問題. 自古以來,人們就不斷地對宇宙進行種種猜測.古代的人們曾經認為 星星是鑲嵌在一個透明球面上的.中國最古老的宇宙結構學說蓋天說 的基本觀點是天圓地方.托勒政的地心宇宙體系和哥白尼的日心地動 宇宙體系中都包括恆星天球的內容.中世紀的思想家尼古拉認為宇宙 是無限的.牛頓把空間和時間的無限性作為他的理論的基本原理.他 還推斷:星星的數目必定是無限的,而且相當均勻地分布在空間.觀 測上,英國著名的天文學家威廉·赫歇耳和約翰·赫歇耳父子宣布至 少某些可觀測星雲是與銀河系具有相同尺度和結構的由分立的恆星組 成的系統.這些星系居於整個宇宙之中.19世紀天文學家普遍認為可 觀測宇宙必須是靜態、無限的和均勻的.而對靜態、無限、均勻的宇 宙的一個著名反對意見即夜黑問題,也稱奧伯斯佯謬.這個樣謬是說, 若恆星發出的光不變且都相同,而空間又是歐幾里得的(平直的), 則在此種宇宙中整個天空的亮度看起來是均勻的,且與太陽一般亮. 因為無論從哪一個方向觀看天空,視線都會碰到一個星星.這一點可 以用一個簡單的幾何論證說明:現考慮進入人眼的一束細長的錐形光 線.雖然恆星表面的視亮度與距離平方成反比,但錐體的截面積(或 恆星的數目)隨距離平方而增加,則集中在錐體內的光與它從什麼地 方發出沒有關系,因而整個天空就要亮得像太陽一樣,實際上夜空卻 是黑的.如何才能消除觀測與理論之間的矛盾呢? 奧伯斯的推導基於以下的宇宙學觀點: 1.宇宙物質是均勻分布的. 2.宇宙是靜態的. 3.宇宙是無限的. 4.宇宙存在的時間已經無限長.為了避免夜晚的天空像太陽那 么亮的結論,我們必須重新考察上述觀點.一個平均密度隨觀測距離 的增大而減小,並以零為極限的等級式宇宙模型可以消除佯謬,但要 付出失去均勻性的代價.但迄今為止的觀測結果是:宇宙物質在大尺 度空間內的分布是均勻和各向同性的.這個觀點稱為宇宙學原理,是 現代宇宙學理論所必須依據的公理.上述第一點符合宇宙學原理,應 予保留.這樣等級式宇宙模型應該放棄.由於奧伯斯假定恆星發光不 變,這一點今天看來最成問題.如果假定恆星並不是永遠那麼亮,而 是在有限的過去才開始發光,由於遠處恆星的光線尚未到達我們這兒, 這也可以避免整個天空像太陽那麼亮的結論.這使我們面臨著是什麼 首次使恆星發光的問題.如此看來一個具有有限過去的宇宙可避免奧 伯斯樣謬.此時宇宙在時間上有個開端.另外一個有足夠大膨脹速率 的宇宙也能避免奧伯斯佯謬,即使它具有無限的過去.因為根據量子 理論的觀點,光子的能量正比於其頻率.遠距離高速追行光源的光線 將產生非常大的紅移,因而其能量將相應減小,使其總和保持有限, 甚至可忽略不計.由於觀測上尚無放棄宇宙學原理的理由,第一條觀 點應該接受,而第二、第四條應該重新考慮. 20世紀初,愛因斯坦創立了廣義相對論,這就為研究宇宙的整體 結構提供了理論基礎.宇宙的整體性質由引力場方程決定.荷蘭物理 學家德西特首先獲得了引力場方程的一個宇宙解,但它是動態的而不 可能是靜態的:宇宙要麼是膨脹的,要麼是收縮的.觀測上,哈勃發 現河外星系的視向退行速度與距離成正比,即距離越遠,視向速度越 大.這說明宇宙空間中任意兩個星系間的距離都在增大,宇宙在膨脹. 如果一個膨脹的宇宙沿時間反溯回去將會達到一個原始的超密態,也 就是宇宙於過去某一時刻創生於一次原初物質的大爆炸過程.這就是 大爆炸宇宙學的宇宙模型.為了理論預言和實驗觀測相一致,宇宙在 極早期曾經歷一個暴脹階段.顯然一個具有有限過去而正在膨脹的大 爆炸宇宙模型能避免奧伯斯佯謬.還有一個具有無限過去的穩恆態宇 宙模型,它雖能消除佯謬,但卻要破壞能量守恆且不能解釋宇宙微波 背景輻射等,已經不再為人們所接受. 綜上所述,現在觀測到的宇宙在膨脹,這是科學界公認的.經歷 一個暴脹階段的大爆炸宇宙學模型是一個成功的模型,其理論預言與 實驗觀測十分吻合.顯然這是一個動態的宇宙學模型,且宇宙在時間 上可能有一個開端.這樣看來,對於一個均勻、靜態、無限的經典宇 宙學模型,其第二、第四條觀點不成立.如果放棄這兩條,也就自然 不會得出夜晚的天空像太陽那麼亮的荒謬結論. 摘自《現代物理知識》 雖然下面的解釋有些復雜,需要一些物理的基礎知識,但是認真看看好好想想還是能明白大概的原理的。 夜晚的天空為什麼是黑的 吳勝杳 呂慧 夜晚的天空為什麼是黑的?這是經典宇宙學中的一個著名的問題. 自古以來,人們就不斷地對宇宙進行種種猜測.古代的人們曾經認為 星星是鑲嵌在一個透明球面上的.中國最古老的宇宙結構學說蓋天說 的基本觀點是天圓地方.托勒政的地心宇宙體系和哥白尼的日心地動 宇宙體系中都包括恆星天球的內容.中世紀的思想家尼古拉認為宇宙 是無限的.牛頓把空間和時間的無限性作為他的理論的基本原理.他 還推斷:星星的數目必定是無限的,而且相當均勻地分布在空間.觀 測上,英國著名的天文學家威廉·赫歇耳和約翰·赫歇耳父子宣布至 少某些可觀測星雲是與銀河系具有相同尺度和結構的由分立的恆星組 成的系統.這些星系居於整個宇宙之中.19世紀天文學家普遍認為可 觀測宇宙必須是靜態、無限的和均勻的.而對靜態、無限、均勻的宇 宙的一個著名反對意見即夜黑問題,也稱奧伯斯佯謬.這個樣謬是說, 若恆星發出的光不變且都相同,而空間又是歐幾里得的(平直的), 則在此種宇宙中整個天空的亮度看起來是均勻的,且與太陽一般亮. 因為無論從哪一個方向觀看天空,視線都會碰到一個星星.這一點可 以用一個簡單的幾何論證說明:現考慮進入人眼的一束細長的錐形光 線.雖然恆星表面的視亮度與距離平方成反比,但錐體的截面積(或 恆星的數目)隨距離平方而增加,則集中在錐體內的光與它從什麼地 方發出沒有關系,因而整個天空就要亮得像太陽一樣,實際上夜空卻 是黑的.如何才能消除觀測與理論之間的矛盾呢? 奧伯斯的推導基於以下的宇宙學觀點: 1.宇宙物質是均勻分布的. 2.宇宙是靜態的. 3.宇宙是無限的. 4.宇宙存在的時間已經無限長.為了避免夜晚的天空像太陽那 么亮的結論,我們必須重新考察上述觀點.一個平均密度隨觀測距離 的增大而減小,並以零為極限的等級式宇宙模型可以消除佯謬,但要 付出失去均勻性的代價.但迄今為止的觀測結果是:宇宙物質在大尺 度空間內的分布是均勻和各向同性的.這個觀點稱為宇宙學原理,是 現代宇宙學理論所必須依據的公理.上述第一點符合宇宙學原理,應 予保留.這樣等級式宇宙模型應該放棄.由於奧伯斯假定恆星發光不 變,這一點今天看來最成問題.如果假定恆星並不是永遠那麼亮,而 是在有限的過去才開始發光,由於遠處恆星的光線尚未到達我們這兒, 這也可以避免整個天空像太陽那麼亮的結論.這使我們面臨著是什麼 首次使恆星發光的問題.如此看來一個具有有限過去的宇宙可避免奧 伯斯樣謬.此時宇宙在時間上有個開端.另外一個有足夠大膨脹速率 的宇宙也能避免奧伯斯佯謬,即使它具有無限的過去.因為根據量子 理論的觀點,光子的能量正比於其頻率.遠距離高速追行光源的光線 將產生非常大的紅移,因而其能量將相應減小,使其總和保持有限, 甚至可忽略不計.由於觀測上尚無放棄宇宙學原理的理由,第一條觀 點應該接受,而第二、第四條應該重新考慮. 20世紀初,愛因斯坦創立了廣義相對論,這就為研究宇宙的整體 結構提供了理論基礎.宇宙的整體性質由引力場方程決定.荷蘭物理 學家德西特首先獲得了引力場方程的一個宇宙解,但它是動態的而不 可能是靜態的:宇宙要麼是膨脹的,要麼是收縮的.觀測上,哈勃發 現河外星系的視向退行速度與距離成正比,即距離越遠,視向速度越 大.這說明宇宙空間中任意兩個星系間的距離都在增大,宇宙在膨脹. 如果一個膨脹的宇宙沿時間反溯回去將會達到一個原始的超密態,也 就是宇宙於過去某一時刻創生於一次原初物質的大爆炸過程.這就是 大爆炸宇宙學的宇宙模型.為了理論預言和實驗觀測相一致,宇宙在 極早期曾經歷一個暴脹階段.顯然一個具有有限過去而正在膨脹的大 爆炸宇宙模型能避免奧伯斯佯謬.還有一個具有無限過去的穩恆態宇 宙模型,它雖能消除佯謬,但卻要破壞能量守恆且不能解釋宇宙微波 背景輻射等,已經不再為人們所接受. 綜上所述,現在觀測到的宇宙在膨脹,這是科學界公認的.經歷 一個暴脹階段的大爆炸宇宙學模型是一個成功的模型,其理論預言與 實驗觀測十分吻合.顯然這是一個動態的宇宙學模型,且宇宙在時間 上可能有一個開端.這樣看來,對於一個均勻、靜態、無限的經典宇 宙學模型,其第二、第四條觀點不成立.如果放棄這兩條,也就自然 不會得出夜晚的天空像太陽那麼亮的荒謬結論. 真的挺復雜
⑵ 為什麼到晚上就會變黑
由於地球的自轉造成日夜黑白更替。天黑即為地球自轉時背日面所出現的景象,多用來形容夜晚時的天空,一般日落時間為18時左右,日落後到次日日出前都是天黑時段,晴朗的夜晚常伴有月亮、星辰。太陽落山了沒有陽光照著天空了就黑了這叫天黑。
⑶ 晚上為什麼是黑的呢
因為太陽轉到地球的另一面了,陽光被地球擋住了,所以是黑的啊。就如同你拿一個手電筒在黑暗的房間里照一個球,球總有一面是黑的,照不到的
⑷ 為什麼晚上天是黑的除了與太陽有關外
因為地球在自傳,當我們半球處於黑夜的時候太陽光照射在我們地球的對面,那個半球就是白天了。
⑸ 為什麼晚上很黑
塵雲吸收了光線。但是,如果經過一個無限長的時間,塵雲吸收了來自各個星球的光線,則將和星星一樣發光,因而夜晚仍然應當是白的。
星星離的越遠就越暗。但距離越長,你能觀測到的星星就越多,在無限和均勻的宇宙中,這兩個因素互相抵消,因而仍然無法有效地解決。 但是,在大爆炸理論誕生後,現在的我們來看這個問題,答案就很簡單了:宇宙不是擁有無限長的時間的,它有起點。 達到我們眼球的光線有一個分離點,更遠的星球產生的光線還沒來得及到達。
⑹ 為什麼夜晚是黑的
運用宇宙學知識解答,宇宙的膨脹使得地球周圍的星系正在不斷後退,遠離地球而去,發出的恆星光也越來越暗,最後肉眼難以察覺,這為恆星光難以照到地球,故夜晚是黑的提供了合理的解釋。
這個問題可以用奧伯斯佯謬說明。奧伯斯佯謬指若宇宙是穩恆態而且無限的,則晚上應該是光亮而不是黑暗的。在此之前,類似的想法已由開普勒於1610年及夏西亞科斯於十八世紀提出。黑暗的夜晚印證了宇宙是非穩恆態的,是大爆炸理論的證據之一。
更確切的表述是,如果宇宙是穩恆,無限大,時空平直的,其中均勻分布著同樣的發光體,由於發光體的照度與距離的平方成反比,而一定距離上球殼內的發光體數目和距離的平方成正比,這樣就使得對全部發光體的照度的積分不收斂,黑夜的天空應當是無限亮的。
(6)你知道晚上為什麼那麼黑擴展閱讀:
對於無限靜止的宇宙首先發難的通常歸功於德國哲學家亨利希·奧伯斯。1823年他提出了著名的「奧伯斯佯謬」。他指出,如果宇宙是無限靜止的和均勻的,那麼觀察者每一道視線的終點必將會終結在一顆恆星上。那麼不難想像,整個天空即使是在夜晚也會象太陽一樣明亮。
有人提出反駁:遠處恆星的光線被它經過的物質所吸收而減弱。其實這看似有理的反駁是站不住腳的因為吸收光線的物質將最終被加熱到發出和恆星一樣強的光為止。
無限靜態宇宙只有一種情形能避免夜空象白天一樣明亮,那就是:恆星不是在無限久遠以前就開始發光。在這種情形下,光線所經過的物質尚未被加熱,或者遠處的恆星光線尚未到達地球。
⑺ 為什麼晚上天黑
晚上天空會黑是因為我們看不到很多星球發出的光,換言之,就是很多星球的光沒有能到達地球。假如所有星期發出的光都能達到地球那麼我們看到的晚上就會亮如白晝了!這里有一點需要理解:有人會問,其他恆星的光可能會被星雲,行星,塵埃擋住,的確,會擋住很多!可是仍然有相當大的一部分會到達地球,很簡單的一個例子:晚上我們在太陽照射地球的背面,照理說我們接受不到太陽光,可是月亮反射了太陽的光。因此有月的晚上會很亮。
所以其他恆星的光還沒到達地球呢?有人說有的恆星距離地球太遠,時間不夠,所以還沒到。可是宇宙大爆炸已經有50億年了,地球形成也有12。8億年。所以至少會有很多星球的光在12.8億年的長途奔襲中到達地球,這些光如果真的到達地球了,夜晚就會亮如白晝!!!
可是事實上沒有,我們看到的夜晚仍然是漆黑的。所以唯一的解釋是:宇宙在膨脹,恆星在遠離我們,宇宙並不是一直都存在的,而是在某一刻形成的!也就是宇宙大爆炸!
⑻ 夜晚的天空為什麼是黑色的
首先確定,黑色是因為沒有光子或者說光子的密度不足以引起人的宏觀感應,既看不到。
白天,天空不是黑的是因為太陽發出的光子布滿天際,達到能引起人感官的程度,而夜晚,觀察者處於太陽光子無法到達的地方。
宇宙是無限的,但是宇宙的年齡是有限的,光子的飛行是需要時間的,雖然光速很大。所以無數的星星發出的無數的光子,在我們抬頭仰望的時候,只有有限的來到地球,雖然光子的數量很大,但不是無限(這是關鍵),這些有限的光子不足象太陽一樣點亮天空。所以在太陽的光子照不到的黑夜,天空是黑色的。
⑼ 夜晚的天空為什麼會是黑色的呢
首先確定,黑色是因為沒有光子或者說光子的密度不足以引起人的宏觀感應,既看不到。
白天,天空不是黑的是因為太陽發出的光子布滿天際,達到能引起人感官的程度,而夜晚,觀察者處於太陽光子無法到達的地方。
宇宙是無限的,但是宇宙的年齡是有限的,光子的飛行是需要時間的,雖然光速很大。所以無數的星星發出的無數的光子,在我們抬頭仰望的時候,只有有限的來到地球,雖然光子的數量很大,但不是無限(這是關鍵),這些有限的光子不足象太陽一樣點亮天空。所以在太陽的光子照不到的黑夜,天空是黑色的。
⑽ 為什麼夜晚會是黑色的呢
在我們生活的這個世界中其實處處充滿著非常神奇的問題,雖然時代不斷的進步,科技越來越發達,人們成功地登上了月球火星,但事實上宇宙它是一個未知的,非常神奇的,對宇宙人類還需要進行探索。很多人都非常好奇夜晚為什麼是黑色的,對於這個問題大部分人都會想到一個非常簡單的答案,覺得可能是因為地球自轉晝夜交替,夜晚太陽轉到了另一個地方,沒有了太陽光地球就會變黑,其實這只是一個非常簡單的看法,真正的答案是和宇宙大爆炸的理論相關。
對於夜晚是黑色的目前天文學還不能夠非常完全的去解釋這個問題,可以說這個問題是非常麻煩的,但是奧伯斯謬佯也是認可度比較高的一種答案。