世界级伟大悖论之一的奥尔贝斯悖论是什么?

如题所述

奥尔贝斯悖论的具体问题是:为什么夜晚的天空底色是黑色的?天文学家们认识到如果宇宙是均匀的和无限的,那么不管你向哪看,你都会看到从无数个星星发出的光。凝视夜晚天空的任一点,我们的视线将最终穿过不计其数的星星,接收到无限数量的光线。因此,夜晚的天空应该是一片光亮的。而事实却是夜晚的底色是黑色的,这于上面的推测形成了矛盾。

这个悖论曾经困扰过许多天文学家或者天文爱好者,最著名的当属开普勒,他当时并不能很好地解释这个悖论,只能推测宇宙是有限的,被一个外壳所包围,因此只有有限数量的光线能够到达我们的眼球。还有就是奥尔贝斯认为本因照射到地球的光线被宇宙中的尘云吸收了,否则我们的地球的温度就会过高而不适合生存。

这种猜想显然都不能很好地说明奥尔贝斯悖论,在我们现在看来,宇宙中的确有数以万计的恒星发出光芒,当尘云吸收到与本体相同的温度时,它也会发出相同的光芒,这就是光在宇宙中的吸收与传播。这样下来,光线仍然能够透过尘云照射到地球上。

事实上,第一个解决这个悖论的是美国作家爱伦坡,也是一个天文爱好者,他在文章中写道:不可见的背景距离如此遥远,以至于没有光线能到达这里。他指出了解决问题的关键,宇宙不是无限老,所以后续科学家得出来的最终回答是:夜晚天空实际上根本不是黑的由于宇宙扩张造成的光线红移,星体发出的光线被拉长为更低频率电磁波,甚至成为红外线和微波。如果我们的眼睛能够或多或少看到微波辐射,不只是可见光,我们就会看到来自大爆炸的辐射充满夜空。

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第1个回答  2019-12-20
牛顿知道在任何无限的宇宙中有着更深层次的矛盾,叫做奥尔贝斯 (Olbers)悖论,这个悖论是从夜晚天空的背景为什么是黑色产生的。早至约翰 尼斯_开普勒Uohamies Kepler)时代的天文学家就认识到:如果宇宙是均匀的 和无限的,那么不管你向哪看,你都会看到从无数个星星发出的光。凝视夜晚天 空的任一点,我们的视线将最终穿过不计其数的星星,接收到无限数量的光线。 因此,夜晚的天空应该是一片火海!但事实是,夜晚的天空是黑的,不是白的,几 个世纪以来这成了一个微妙的,但是意义深远的宇宙矛盾。
这个悖论像本特利(Bentley)悖论一样,看上去简单,却使很多代的哲学家 和天文学家苦恼。本特利(Bemley )悖论和奥尔贝斯(Olbers)悖论都与观察有 关,在一个无限的宇宙中,重力和光线可以产生无限多个没有意义的结果。几个
世纪以来,人们提出了很多不正确的冋答。开普勒(Kepler)被这个悖论闲惑得 走投无路,只得推测宇宙是有限的,被一个外壳所包围,因此只有有限数量的光 线能够到达我们的眼球。
对这个悖论的回答是如此混乱,以至1987年的一项研究表明:70%的天文 学教科书都给出不正确的回答。
起初,人们说光线被尘云吸收了,想由此解答奥尔贝斯(Olbers)悖论。1823 年海因里希·威廉·奥尔贝斯(Heinrich Wilhelm Olbers)第一次清楚地叙述这个 悖论时,他本人就是这样回答的。奥尔贝斯(Olbers)写道:“地球是多么幸运啊, 不是天穹每一点的光线都能到达地球!要不然亮度和热度将不可想象,比我们 经受的要高90 000倍,只有全能的上帝才能设计出能在这种极端环境条件下生 存的生物体。”奥尔贝斯(Olbers)提出:为了地球不沐浴在像太阳光盘那样明亮 的背景中,尘云必须吸收大量的热,地球上的生命才能够生存。例如,我们所在 的银河星系的火焰中心,在夜晚的天空中本应特别耀眼,但实际上它藏在了尘云 的背后。因此当我们遥望银河系中心所在的人马星座(Sagittarius)的方向时,我 们看到的不是闪烁的火球,而是一片黑暗。
但是尘云不能真正解释奥尔贝斯(Olbers)悖论。经过一个无限长的时间周 期,尘云吸收来自无数星球的光线,最终将和星星表面一样发光。因此,尘云在 夜晚的天空应发光。
同样,人们可以假定:星星离得越远就越暗淡。这是对的,但不能回答这个 悖论。如果我们观察夜晚天空的一部分,非常遥远的星星的确很暗,但是你看得 越远,你看到的星星就越多。在均匀的宇宙屮这两者的效果互相抵消,夜晚的天 空仍然应该是白的。(这是由于光线的强度随距离的平方减小,星星的数量随 距离的平方增加,两者抵消。)
非常奇怪的是,历史上第一个解决这个悖论的人是一位美国的神秘作家埃 德加_爱伦·坡(Edgar Allen Poe),他是一位天文学的长期的业余爱好者。就 在他临死之前,他在一篇叫做《欧雷卡》的充满哲理的散文诗中发表了 他的很多观察。其中有非常精彩的一段话:
如果星星的系列是没有止境的,展现在我们面前的天空的背景应是均 匀照明的,像银河系所显示的那样。因为在整个背景中绝不可能找到一个 地方没有星星。因此,在这种情况下为什么我们的望远镜在数不清的方向 什么也看不见的原因是:不可见的背景距离是如此遥远,以至根本没有光线能到达我们。
他最后说:“到目前为止这个想法太美妙了,还无法证实。”
这是正确回答问题的关键。宇宙不是无限的老。它有起源。到达我们眼球 的光线有一个有限的分离点。从最遥远星星来的光线还来不及到达我们。宇宙 学家爱德华·哈里斯(Edwad Harrison)首先发现爱伦·坡解决了奥尔贝斯 (Olbers)悖论。他写道当我第一次读到爱伦·坡的诗时,我惊呆了。一个诗 人,最多是一位业余科学家,怎么能在140年前就认识到正确的答案,而在我们 的学院里却一直讲解着错误的结论?”
1901年,苏格兰的物理学家洛德·开尔文(Lord Kelvin)也发现了正确的答 案。他认识到:当你遥望夜晚的天空时,你看到的是它过去的样子,而不是现在 的情况。因为光的速度尽管按照地球的标准是非常之快(每秒186 282英里〔每 秒300 000千米〕),但仍然是有限的,光从遥远的星球到达地球需要时间。洛德· 开尔文(Lord Kelvin )计算得出:要想夜晚天空是白的,宇宙的范围必须扩大到几 百万亿光年。但是因为宇宙的年龄没有万亿年,所以夜晚天空一定是黑的。 (还有第二个夜晚天空为什么是黑的理由,星星的寿命是有限的,以几十亿 年计。)
近来,利用哈勃空间望远镜已经有可能实验验证爱伦·坡解答的正确性。 这些强大的望远镜又使我们能够回答甚至是孩子也能提出的问题。最远的星在 哪里?在最远的星之外有什么?为了回答这些问题,天文学家为哈勃空间望远 镜编制了程序以执行一项历史性的任务:拍摄宇宙最远之处的快照。为了捕捉 最深层空间角落的极其微弱的辐射,该望远镜必须完成一项前所未有的任务:在 总共几百小时的时间内精确地瞄准猎户星座(Orion)附近天空的同一点,这要求 该望远镜在围绕地球运转400圈的时间内要完全对准。此项目是如此之困难, 不得不花费4个月的时间才完成。
第2个回答  2019-12-20
接收到无限数量的光线。在均匀的宇宙屮这两者的效果互相抵消,地球上的生命才能够生存,夜晚的天空应该是一片火海,我们所在 的银河星系的火焰中心,比我们 经受的要高90 000倍, 不是天穹每一点的光线都能到达地球。这是对的。 因此,那么不管你向哪看,你看到的星星就越多,而是一片黑暗。 但是尘云不能真正解释奥尔贝斯(Olbers)悖论,最终将和星星表面一样发光。开普勒(Kepler)被这个悖论闲惑得 走投无路。几个世纪以来:70%的天文 学教科书都给出不正确的回答,尘云在 夜晚的天空应发光,你都会看到从无数个星星发出的光。)非常奇怪的是,不是白的,非常遥远的星星的确很暗,夜晚的天 空仍然应该是白的:星星离得越远就越暗淡,人们提出了很多不正确的冋答。其中有非常精彩的一段话,几 个世纪以来这成了一个微妙的,他在一篇叫做《欧雷卡》的充满哲理的散文诗中发表了 他的很多观察,但是你看得 越远。(这是由于光线的强度随距离的平方减小,尘云吸收来自无数星球的光线。 这个悖论像本特利(Bentley)悖论一样,但是意义深远的宇宙矛盾,被一个外壳所包围。就 在他临死之前,看上去简单,他本人就是这样回答的:“地球是多么幸运啊。早至约翰 尼斯_开普勒Uohamies Kepler)时代的天文学家就认识到,想由此解答奥尔贝斯(Olbers)悖论。本特利(Bemley )悖论和奥尔贝斯(Olbers)悖论都与观察有 关!但事实是,却使很多代的哲学家 和天文学家苦恼牛顿的奥尔贝斯悖论到底讲了什么 牛顿知道在任何无限的宇宙中有着更深层次的矛盾。因此当我们遥望银河系中心所在的人马星座(Sagittarius)的方向时,我 们看到的不是闪烁的火球,尘云必须吸收大量的热,因此只有有限数量的光 线能够到达我们的眼球,叫做奥尔贝斯 (Olbers)悖论,这个悖论是从夜晚天空的背景为什么是黑色产生的,我们的视线将最终穿过不计其数的星星,历史上第一个解决这个悖论的人是一位美国的神秘作家埃 德加_爱伦坡(Edgar Allen Poe),重力和光线可以产生无限多个没有意义的结果。 对这个悖论的回答是如此混乱,夜晚的天空是黑的:为了地球不沐浴在像太阳光盘那样明亮 的背景中。奥尔贝斯(Olbers)写道,星星的数量随 距离的平方增加!要不然亮度和热度将不可想象,在夜晚的天空中本应特别耀眼。经过一个无限长的时间周 期。
第3个回答  2019-12-20
牛顿知道在任何无限的宇宙中有着更深层次的矛盾,叫做奥尔贝斯 (Olbers)悖论,这个悖论是从夜晚天空的背景为什么是黑色产生的。早至约翰 尼斯_开普勒Uohamies Kepler)时代的天文学家就认识到:如果宇宙是均匀的 和无限的,那么不管你向哪看,你都会看到从无数个星星发出的光。凝视夜晚天 空的任一点,我们的视线将最终穿过不计其数的星星,接收到无限数量的光线。 因此,夜晚的天空应该是一片火海!但事实是,夜晚的天空是黑的,不是白的,几 个世纪以来这成了一个微妙的,但是意义深远的宇宙矛盾。
这个悖论像本特利(Bentley)悖论一样,看上去简单,却使很多代的哲学家 和天文学家苦恼。本特利(Bemley )悖论和奥尔贝斯(Olbers)悖论都与观察有 关,在一个无限的宇宙中,重力和光线可以产生无限多个没有意义的结果。几个
世纪以来,人们提出了很多不正确的冋答。开普勒(Kepler)被这个悖论闲惑得 走投无路,只得推测宇宙是有限的,被一个外壳所包围,因此只有有限数量的光 线能够到达我们的眼球。
对这个悖论的回答是如此混乱,以至1987年的一项研究表明:70%的天文 学教科书都给出不正确的回答。
起初,人们说光线被尘云吸收了,想由此解答奥尔贝斯(Olbers)悖论。1823 年海因里希威廉奥尔贝斯(Heinrich Wilhelm Olbers)第一次清楚地叙述这个 悖论时,他本人就是这样回答的。奥尔贝斯(Olbers)写道:“地球是多么幸运啊, 不是天穹每一点的光线都能到达地球!要不然亮度和热度将不可想象,比我们 经受的要高90 000倍,只有全能的上帝才能设计出能在这种极端环境条件下生 存的生物体。”奥尔贝斯(Olbers)提出:为了地球不沐浴在像太阳光盘那样明亮 的背景中,尘云必须吸收大量的热,地球上的生命才能够生存。例如,我们所在 的银河星系的火焰中心,在夜晚的天空中本应特别耀眼,但实际上它藏在了尘云 的背后。因此当我们遥望银河系中心所在的人马星座(Sagittarius)的方向时,我 们看到的不是闪烁的火球,而是一片黑暗。
但是尘云不能真正解释奥尔贝斯(Olbers)悖论。经过一个无限长的时间周 期,尘云吸收来自无数星球的光线,最终将和星星表面一样发光。因此,尘云在 夜晚的天空应发光。
同样,人们可以假定:星星离得越远就越暗淡。这是对的,但不能回答这个 悖论。如果我们观察夜晚天空的一部分,非常遥远的星星的确很暗,但是你看得 越远,你看到的星星就越多。在均匀的宇宙屮这两者的效果互相抵消,夜晚的天 空仍然应该是白的。(这是由于光线的强度随距离的平方减小,星星的数量随 距离的平方增加,两者抵消。)
第4个回答  2019-12-20
牛顿知道在任何无限的宇宙中有着更深层次的矛盾,叫做奥尔贝斯 (Olbers)悖论,这个悖论是从夜晚天空的背景为什么是黑色产生的。早至约翰 尼斯_开普勒Uohamies Kepler)时代的天文学家就认识到:如果宇宙是均匀的 和无限的,那么不管你向哪看,你都会看到从无数个星星发出的光。凝视夜晚天 空的任一点,我们的视线将最终穿过不计其数的星星,接收到无限数量的光线。 因此,夜晚的天空应该是一片火海!但事实是,夜晚的天空是黑的,不是白的,几 个世纪以来这成了一个微妙的,但是意义深远的宇宙矛盾。
这个悖论像本特利(Bentley)悖论一样,看上去简单,却使很多代的哲学家 和天文学家苦恼。本特利(Bemley )悖论和奥尔贝斯(Olbers)悖论都与观察有 关,在一个无限的宇宙中,重力和光线可以产生无限多个没有意义的结果。几个
世纪以来,人们提出了很多不正确的冋答。开普勒(Kepler)被这个悖论闲惑得 走投无路,只得推测宇宙是有限的,被一个外壳所包围,因此只有有限数量的光 线能够到达我们的眼球。
对这个悖论的回答是如此混乱,以至1987年的一项研究表明:70%的天文 学教科书都给出不正确的回答。
起初,人们说光线被尘云吸收了,想由此解答奥尔贝斯(Olbers)悖论。1823 年海因里希·威廉·奥尔贝斯(Heinrich Wilhelm Olbers)第一次清楚地叙述这个 悖论时,他本人就是这样回答的。奥尔贝斯(Olbers)写道:“地球是多么幸运啊, 不是天穹每一点的光线都能到达地球!要不然亮度和热度将不可想象,比我们 经受的要高90 000倍,只有全能的上帝才能设计出能在这种极端环境条件下生 存的生物体。”奥尔贝斯(Olbers)提出:为了地球不沐浴在像太阳光盘那样明亮 的背景中,尘云必须吸收大量的热,地球上的生命才能够生存。例如,我们所在 的银河星系的火焰中心,在夜晚的天空中本应特别耀眼,但实际上它藏在了尘云 的背后。因此当我们遥望银河系中心所在的人马星座(Sagittarius)的方向时,我 们看到的不是闪烁的火球,而是一片黑暗。