貌似很简单的问题 夜空为什么是黑色
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我每天都在微博上看消息，今天看到太蔟老师在微博上转了一个YouTube的小视频，觉得很有意义，特此小编整理出来供各位周末娱乐。
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小孩子会问这样的问题：为什么夜空是黑色的？也许答案很显然：太阳照不到那侧，就是黑色的。
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实际上问题不简单，白天的天空是蓝色或者是亮的主要因为大气层对光线的散射。
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如果没有大气层，我们白天在看太阳，就和图中效果一样。即便天空上闪耀着太阳，天空也是黑色的。图中是在月球的白天看地球和太阳。
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所以现在我们的问题等价于：为什么宇宙是黑色的？
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宇宙里到处是星星，无数像太阳那么亮的星星。
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在无限的宇宙中无论你从哪个方向望过去你都能看到星星和星系
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由于每个微小的角度都存在星星的光线，按理说我们抬头看夜空，应该明亮无比才对。这就像你经过一片人工树林，即便树木种的很稀疏，从远处望过去，树也是非常浓密，没有一丝缝隙的。
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但事实却是夜晚的天空是黑色的，所以我们第一次尝试回答这个问题：只有宇宙是有限的，星星数量是有限的，且间距足够大，这样就可以保证天空是黑色的了。
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但现有的观测都指向：宇宙没有边界。所以上述理由并不能解释“夜空为什么是黑色的”。
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后来还有人尝试了另一种解释。就我们所知，宇宙是有开端的：至少在137亿年前。那时的宇宙非常小，密度非常高。
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宇宙大爆炸后有些星光需要经过非常久的时间才到达了望远镜，天空之黑是因为一些恒星的光尚未传到我们眼中。
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这就像雷雨天，闪电出现象征着云层剧烈放电的开始，但这种剧烈的放电过程被我们听到还需要一段时间。
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而当我们看到一颗星星时，我们看到的并不是他本身，而是他在很久前发出的光。恒星的平均寿命是10-100亿年，所以完全有可能当你看到它时，它已经不在了。
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第二种解释：当我们仰望天空时我们看到的宇宙也许是众多星星尚未形成的宇宙。所以夜空是黑色的。
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上述描述似乎可以解释夜空为什么是黑色的，但实际上也失败了。
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因为当我们用望远镜观察宇宙时，所以可以看到足够多的星星，让夜空足够明亮。（有严格的计算和证明）
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随着科学的发展，人类在逐渐逼近问题的答案。20世纪后50年，我们可以探测到在任何方向上都有宇宙大爆炸背景“光线”。
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所以有人猜夜空在最初并不是黑色的。夜空充满了光线。
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但为什么我们的望远镜探测说夜空里充满光线，而我们看夜空却是黑色呢？
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以哈勃望远镜举例，当他拍摄一张壮丽的宇宙照片时，他还使用了红外照相机。为什么要用红外相机呢？
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观测发现所有星体都在远离我们，也就是说宇宙在膨胀。膨胀会让光线越变越暗。就像火车高速远离你时鸣笛，音调会降低一样。这就是多普勒效应。
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多普勒效应让远离我们星星发出的光波长变长，甚至可以把可见光拉长到原来的1000倍。
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离我们越远的星星离开我们的速度越快。也就是说离得越远你越可能看不到他发出的光，即便中间没有任何阻碍和灰尘造成的衰减。
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星光甚至偏红到肉眼根本看不见的波长段去。
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夜空是黑色的因为宇宙在膨胀！
补充：去年诺贝尔物理奖就是颁给了这方面研究，结论是：不但在膨胀，而且在加速膨胀。感兴趣的玩家可以参考《2011诺贝尔物理奖简介》
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总结：如果宇宙是稳定的。那么夜晚的星空会非常明亮。之所以黑暗，是因多普勒效应造成的光线波长增加，多普勒效应的发生证明了宇宙在膨胀。所以夜空看上去是黑色的。