我们知道,宇宙中光的主要来源是恒星!迄今为止,人类可以观测到的宇宙直径为930亿光年,其中大概包含了1000亿个星系,每个星系中至少存在一亿颗恒星,总共算起来大概有1000亿亿颗恒星。
在我们的想象中,拥有如此庞大数量的恒星,宇宙应该是光明和温暖的,但事实却完全相反,宇宙是极端黑暗和寒冷!这究竟是为什么呢?其实,这个问题可以从两个方面来解释!
宇宙为什么黑暗
关于宇宙为什么是黑暗的,很久以前就进入了科学家们的研究范围。早在1823年的时候就有奥伯斯悖论——假设宇宙无限大,且永恒存在,那么在宇宙中会拥有无限多的恒星,这样一来,我们不管从哪个地方看都能够看到恒星,而且恒星之间也不应该有间隙,就算是在夜晚,我们所看到的宇宙应该也是非常的明亮。
至少从当时的科学水平来讲,这个想法没有任何错误的地方,但是,我们所观测到的宇宙却是最大的反对者——它是黑暗的!这个问题困扰了科学家们很长时间,各种理论都无法解释,直到科学家们发现了暗能量,这个问题才得到了完美的解答!
科学家们发现,我们所生活的宇宙不是固定不变的,它无时无刻不在膨胀!根据实际的观测结果,在暗能量的作用下,离我们越远的宇宙空间,其膨胀速度就越快,这个数值大概为:距离我们每增加300万光年,其膨胀速度就增加68公里每秒。
我们可以简单计算一下,假设一颗恒星距离我们150亿光年,它所处的宇宙空间膨胀速度将会达到34万公里每秒,到这里大家应该明白这个数字意味着什么!是的,这是超越光的速度,也就是说这颗恒星发出的光永远不会到达地球!
不仅如此,科学家观测到,宇宙的膨胀并不仅仅存在于边缘,而是宇宙内所有物质都在膨胀,所以,那些距离我们比较近的恒星发出的光,由于宇宙膨胀的原因,在宇宙空间传播的过程中波长会逐渐边长,频率会逐渐降低,也就是我们所说的红移现象!
当红移达到一定程度,光就会变得不可见。所以,对于宇宙空间而言,只能接收到很少一部分恒星发出的光,这也就是宇宙为什么如此黑暗的原因!
宇宙为什么冰冷
首先我们要明白,宇宙是真空的,所以热传导和热对流都不存在,宇宙中能量传递的方式只有辐射!
从宏观角度上来讲,根据热力学第二定律,宇宙中任何物质都会向外辐射能量和接受其它物体辐射的能量,这也是宇宙中物质之间能量交换的方式!这些能量的密度会因为传播距离越来越远而急剧衰减。
我们以冥王星为例,由于它处在太阳系的边缘位置,所以接收到的太阳辐射非常少,而同时它自身还要向宇宙空间辐射热量,所以就导致了冥王星表面温度非常低,背光面的温度甚至低到零下两百多度!
而且宇宙中除了天体外,绝大部分空间都是真空状态的,真空是无法保存热量的,所以就导致了宇宙本身是冰冷的,个别区域甚至可以无限接近绝对零度!
从微观的角度上来讲,温度的体现是由组成物质的基本粒子运动的数量和速度决定的!虽然宇宙中有庞大数量的恒星,但是要知道,我们的宇宙是非常辽阔的。
科学家们将所观测到的宇宙物质和空间进行了平均分配,发现了一个令人震惊的事实:宇宙空间物质的密度非常小,基本上来讲,每立方米的空间只有几个氢原子存在!想要通过几个氢原子的运动就让一立方米的空间“热”起来,这显然是不可能的事情!
所以,尽管我们的宇宙拥有很多的恒星,但依然无法照亮宇宙的黑暗,也无法温暖宇宙的冰冷!也许,这从某一方面也预示着人类探索宇宙的脚步将会在黑暗中摸索,在寒冷中孤独前行!
因为宇宙本就非常的浩瀚,恒星之间存在非常巨大的宇宙空间,热量都散发到宇宙中去了。
宇宙的温度并不低。是因为宇宙在不断的膨胀,但是温度也不会太低,因为宇宙物质很少所以接收不到照射所以不会产生温度,所以温度不会太高。
宇宙温度不低其实,因为,宇宙能接受照射的东西少所以无法生温而已。
因为它不能够将温度保留住,就像其他星球一样,温差能到达一两百度。