为何宇宙恒星遍布，太空依然漆黑一片？

1、为什么地球的夜空永远不会被恒星照亮？

2、遍布明亮恒星的宇宙 V.S. 漆黑的太空

银河

（图源：卢克·柏顿拍摄/盖蒂图片社）

人们一直有个疑问：恒星遍布宇宙，为什么太空却依然一片漆黑？这个疑问存在了很长时间，拥有一个特别的名字——奥伯斯佯谬（Olbers' paradox）。

天文学家预估，在人类已观测到的宇宙范围内，大约有2000万亿颗恒星。大部分恒星和太阳一样亮，甚至有部分比太阳还亮。但为什么太空没有被恒星的光照亮呢？

我是一位天文学家，研究太阳系内外的恒星和行星以及它们在宇宙中的轨迹。研究遥远的恒星和行星有助于我们天文学家理解为什么太空如此漆黑。

你可能认为这是因为宇宙中许多恒星离地球都很远。确实，恒星离地球越远，我们看着就越不亮——恒星离地球10倍远，恒星看着暗100倍。但这不是完整的答案。

想象一个泡泡

我们暂时假设宇宙非常古老，最遥远恒星的光到达地球需要时间。在这个假设的场景中，宇宙中所有的恒星不再移动。

想象地球在一个大泡泡中间。如果这个泡泡直径大约有10光年，那泡泡内就包含10多颗恒星。显然，地球距这些恒星几光年之远，从地球上看恒星非常暗。

如果你把这个泡泡的直径扩大到1000光年、100万光年、10亿光年，泡泡中最遥远的恒星便会看起来暗淡无光。但是泡泡越大就会包含越多恒星，恒星都会放射自己的光芒。即使最遥远的恒星看起来很暗淡，但恒星数量众多，夜空应该看起来非常亮。

似乎回到了文章一开始的答案，但实际上我更接近完整的答案了。

宇宙年龄很重要

在想象泡泡部分，我让你们想象恒星不再移动，宇宙已经很老了。但是目前宇宙仅有130亿岁。

星系大约诞生于131亿年前，图片为詹姆斯·韦伯太空望远镜捕捉到的星系。（图源：NASA/欧洲航天局/加拿大航天局/空间望远镜研究所/

新华社通过盖蒂图片社发布）

在人类维度里，130亿年的时间非常长，但在天文学维度里，130亿年其实很短——距地球约130亿光年远的恒星，它的光还未能到达地球。而环绕地球的真实“泡泡”包含了所有我们能看到的恒星，但这个“泡泡”直径仅有130亿光年长。

只是恒星没有多到可以填满人类的每处视野。如果你看向天空一个方向，你可以看见许多星星。但你看向另一方向，便看不到任何星星。这是因为在漆黑无星的方向，能为我们视野捕捉的星星，其光还没到达地球。随着时间推移，越来越多遥远恒星的光将会到达地球。

多普勒频移

你可能想问夜空最终是否会完全被照亮。回想一下我前面和你说的话：想象所有恒星不再移动。实际上，宇宙在不断扩张，最遥远的星系以近乎光年的速度移动，离地球越来越远。

因为星系移动的速度很快，星系中恒星的光会被挤压成人类眼睛无法看到的颜色。这种现象称之为“多普勒频移”（Doppler shift）。所以，即使恒星的光能到达我们的地球，我们仍然无法看到来自最遥远星系的光。因而，夜空不会被完全照亮。

如果你等得足够久，恒星最终会燃烧殆尽——像太阳等恒星仅存在100亿年。天文学家假设，在距今1千万亿年遥远的未来，宇宙将走向黑暗，仅剩白矮星和黑洞等恒星残留物存在。

即使夜空不会完全布满繁星，我们已经足够幸运能够享受光暗交错的夜空，我们生活在宇宙生命中一段非常特别的时光里。

相关知识

恒星是一种天体，由引力凝聚在一起的一颗球型发光等离子体，太阳就是最接近地球的恒星。在地球的夜晚可以看见的其他恒星，几乎全都在银河系内，但由于距离非常遥远，这些恒星看似只是固定的发光点。历史上，那些比较显着的恒星被组成一个个的星座和星群，而最亮的恒星都有专有的传统名称。天文学家组合成的恒星目录，提供了许多不同恒星命名的标准。 恒星会在核心进行重元素的核反应，从恒星的内部将能量向外传输，经过漫长的路径，然后从表面辐射到外层空间。一旦核心的核反应殆尽，恒星的生命就即将结束。

恒星的核心终其一生都在进行核聚变，在生命的尽头，恒星也会包含简并物质。天文学家经由观测其在空间中的运动、亮度和光谱，确知一颗恒星的质量、年龄、金属量（化学元素的丰度），和许多其它属性。一颗恒星的总质量是恒星演化和决定最终命运的主要因素：恒星在其一生中，包括直径、温度和其它特征，在生命的不同阶段都会变化，而恒星周围的环境会影响其自转和运动。描绘众多恒星的温度相对于亮度的图，即赫罗图（H-R图），可以让我们测量一颗恒星的年龄和演化的状态。

BY: Brian Jackson

FY: 朱思颖Haily

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