奥伯斯佯谬

✍ dations ◷ 2025-02-24 04:53:37 #天文学,宇宙学,物理学悖论

奥伯斯佯谬(英语:Olbers' Paradox)又称奥伯斯吊诡、黑夜佯谬或光度佯谬,是由德国天文学家奥伯斯于1823年提出,于1826年修订,指若宇宙是稳恒态而且无限的,则晚上应该是光亮而不是黑暗的。在此之前,类似的想法已由开普勒于1610年提出,后来于18世纪爱德蒙·哈雷及契苏(Jean-Philippe de Cheseaux)等天文学家的研究中逐渐成熟。漆黑一片的夜空印证了宇宙并非稳恒态的,是大爆炸理论的证据之一。

假如宇宙是稳恒态而无限,而且有无数平均分布的发光星体,则无论望向天上哪一位置都应该见到一粒星体的表面,星与星之间便不应有黑暗的位置,黑夜时整个天都会是光亮的。更确切的表述是,如果宇宙是稳恒,无限大,时空平直的,其中均匀分布着同样的发光体,由于发光体的照度与距离的平方成反比,而一定距离上球壳内的发光体数目和距离的平方成正比,这样就使得距地球距离──全部发光体的照度的积分不收敛,黑夜的天空应当是无限亮的。

奥伯斯佯谬有两种解释:1.宇宙的年龄是有限的;2.红移现象。而后者是最重要的效应。(即使在稳态宇宙理论的模型中,也推论出宇宙是无限老和空间是无边际的,但夜空依然是黑暗的。)

这个解释指出有限速度的光要游遍宇宙的空间本身就是矛盾的,当我们遥望远处的空间,其实就是在回顾历史。最后,我们仍只能观察到有限年龄的宇宙。

有趣的是,作出相同解释的还有诗人爱伦·坡在1848年的散文诗《我得之矣(英语:Eureka (Edgar Allan Poe))》,诗中他写道:

以有限的宇宙年龄所提供的星光来照耀天空时,导出了另一个问题:为什么看不见任何一点大爆炸的贡献?这原因是大爆炸本身的辐射因为宇宙膨胀的缘故,已经红移到微波的波长,成为宇宙的微波背景辐射。宇宙的膨胀也限制了可观测宇宙的大小,这意味着在此之外的光线到不了我们所在之处,这在光学效应下创造了有限的宇宙。(参考有限年龄的论据。)

也有人提出另一种解释(奥伯斯本人就曾这样解释),指宇宙并非透明,远处星光会被宇宙间黑暗的星体,尘埃和气体阻隔,令极远处的光线只可以传播一段有限的距离而不能到达地球。然而这并不能解决问题,因为根据热力学第一定律,能量必定守恒,故此中间的阻隔物会变热而开始放出辐射,结果导致天上有均匀的辐射,温度应当等于发光体表面的温度,也即天空和星体一样亮,然而事实上没有观察到这种现象。

开普勒认为奥伯斯佯谬论证说明宇宙是有限的,或最少是只有有限数量的星体。

分形学权威本华·曼德博提出了另一种不需基于大爆炸理论的解释。他指出若星体是以分形方式在宇宙间分布(例如类似康特尘埃),不用大爆炸理论也能解释奥伯斯佯谬。但他的理论是用于展示分形理论多于解释夜黑问题,从天文学观测亦没有证据显示星体以分形模式分布。

相关

  • 甲状旁腺功能亢进症副甲状腺亢进(英文:Hyperparathyroidism)是血液中副甲状腺素浓度上升所造成的疾病。副甲状腺亢进分为两种类型,一种是原发性副甲状腺机能亢进(英语:Primary hyperparathyroidism),是
  • 2,5-二甲基-2,5-己二醇2,5-二甲基-2,5-己二醇(英语:2,5-Dimethyl-2,5-hexanediol),分子式C8H18O2。从石油醚中析出的2,5-二甲基-2,5-己二醇为薄片状结晶,从乙酸乙酯中则析出棱晶。易燃。溶于水、乙醇、
  • 秸秆.mw-parser-output ruby.zy{text-align:justify;text-justify:none}.mw-parser-output ruby.zy>rp{user-select:none}.mw-parser-output ruby.zy>rt{font-feature-settings:
  • 潘虹潘虹(1954年11月4日-),原名刘蓉华、潘红,原籍江苏常熟,出生于上海,中国女演员,一级演员。1976年毕业于上海戏剧学院表演系,二十世纪70年代中期登上银幕,先后主演《奴隶的女儿》、《沙
  • 埔里镇埔里镇(巴宰语、噶哈巫语:Purisia;台湾话:.mw-parser-output .sans-serif{font-family:-apple-system,BlinkMacSystemFont,"Segoe UI",Roboto,Lato,"Helvetica Neue",Helvetica,
  • MOIMoi,字母拆解为“My Optimistic Innovation”,译为自我、乐观、创新。是一支由扑度娱乐打造的首支中国内地泛娱乐女子偶像团体。
  • 动态范围压缩动态范围压缩(DRC - dynamic range compression)可以动态调整音频输出幅值,在音量大时压制音量在某一范围内,在音量小时适当提升音量。通常用于控制音频输出功率,使扬声器不破音,
  • 2018年12月逝世人物列表2018年12月逝世人物列表,是用于汇总2018年12月期间逝世人物的列表。
  • Chatmonchychatmonchy(日语:チャットモンチー;中译:恰萌奇)是日本的一支二人组女子摇滚乐队。2000年组成,2018年解散。桥本絵莉子(日语:橋本絵莉子)(はしもと えりこ)福冈晃子(日语:福岡晃子)(ふくお
  • 阿尔·格林阿尔伯特·“阿尔”·格林尼(Albert "Al" Greene,1946年4月13日-)是一位美国歌手,在1970年代早期有多首灵魂乐歌曲在榜单上取得佳绩,包括《Tired of Being Alone》、《I'm Still I