夜空為什麼是黑的？

一看到這個標題，你一定以為我——不是沉浸在兒童版《十萬個為什麼？》不能自拔，就是已經被科普整成腦殘，問出如此這般連幼稚園的小盆友都會搶答的問題。

但我要說的是，你怎麼看待我並不重要，重要的是，這個問題的答案竟然能夠暗合著名的宇宙大爆炸理論！

這是真的嗎？到底怎麼一回事？

還是回到原點，先來說說「夜空為啥是黑暗的？」

• 這不簡單嘛，你會一本正經地解釋：因為地球自轉，形成晝夜交替，夜晚沒有太陽光，當然會變成黑暗世界啦。
• 我馬上就會反問：可是在月球上，無論有沒有太陽光，阿波羅登月宇航員看到和拍到的天空都是黑的，又該怎麼解釋？
• 聰明伶俐的你立馬堵住窟窿：因為月球上沒有大氣，而地球上有大氣。白天大氣散射太陽光，才有了白晝，夜晚沒有太陽光可以讓大氣散射，所以天空看起來就是黑暗的。
• 我步步緊逼：不對吧，夜晚沒有太陽，可還有皎潔的月光和閃耀的星光呢！

• 你卻不甘示弱：月有陰晴圓缺，跟陰天下雨，都看不到月亮。至於那點星光，不是被霧霾了，就是被光污染了。再說，就算跑到地球最乾淨的地方去看星星，最多用肉眼只能看到3000多顆，而絕大多數恆星離我們都太遠了，根本看不到。

• 我還是不依不饒：儘管我們可觀測宇宙是有限的，但大宇宙是無限的，擁有的恆星也是無數個，所有恆星的星光加在一起，就應該亮如白晝，不是嗎？
• 你還是沒有被說服：星光相加的效果的確有，不過——還是不可能亮如白晝。

• 我步步為營：可是你別忘了，宇宙無限，恆星無數！無窮無盡的星光相加起來就應該亮如白晝。這就像我們跑到原始森林結果迷路了，無論朝哪個方向看，都被樹木包圍了，擋住了視線。
• 你反問道：那又怎樣？！
• 我微微一笑：那我們就用數學來說話——

按照這張圖裡給出的現成算式，R表示觀測星空殼層的距離，△R表示星空殼層的厚度，N表示恆星分佈密度，R宇宙表示宇宙的半徑……

如果宇宙是無限的，宇宙半徑也是無窮大，那麼最終得出總亮度也應該無窮大。這就是說，從地球上每個方向看星空，星光的亮度都趨向無窮大，那麼夜晚就應該亮如白晝。

• 你也微微一笑，直指星空：不管怎麼算，這個結論就是不符合觀察事實，事實勝於數據和詭辯。
• 我笑道：這的確是個問題——一個好大的問題。

事實上，這個問題就是科學史上著名的【夜黑佯謬】或者叫【光度佯謬】。

因為是由19世紀德國天文學家奧伯斯提出的，所以又叫【奧伯斯佯謬】。

既然叫佯謬，也就是佯裝這是個謬誤。科學中的佯謬／悖論都是科學家們提出的疑難問題，不斷提出、研究、最終解決佯謬——這就是科學研究的路徑。

有趣的是，最早解釋這個佯謬難題的，不是奧伯斯本人，也不是別的天文學家，而是文壇巨匠愛倫·坡——

一個懷揣著黑暗宇宙觀、度過黑暗人生的人，恰巧解釋了夜黑佯謬。

他在哲理散文詩《我發現了》裡頭這樣解釋：

星若無窮盡，天空將明亮。仰望銀河，君可見背景片片無點狀？夜空暗黑，原因僅此一樁。光行萬里，發於恆星之初創。抵達地球未及時，只因路遙道太長。

按照他的解釋，無數星光之所以沒有把夜空變得亮如白晝，是因為距離太遙遠，星光尚未能到達地球。事實上，這種解釋正好暗合了宇宙大爆炸學說。

根據大爆炸理論，宇宙開始於138億年前的大爆炸，我們現在的觀測範圍最多只能退回到宇宙的嬰兒期，看到大爆炸的餘暉——也就是宇宙微波背景輻射，這是人類用肉眼無法看得見的光。

▲這是以太陽係為中心的可觀測宇宙，最外側就是觀測邊界——大爆炸的餘暉。

也就是說，宇宙在時間上的有限，也限制了我們的空間觀測範圍，我們的可觀測宇宙並不是無限的，恰恰是有限的。

另外，宇宙在加速膨脹，產生的紅移效應，也使得所有從遙遠星系飛到地球的光，都在朝著長波、低頻的光波譜線移動。也就是說，星光變得弱爆啦。毫無疑問，這種紅移效應增強了夜黑的效果。

當然了，如果人類長著COBE衛星那樣的天眼，能夠看到微波的話，我們所看到的夜空——的確明亮如晝，就不是現在黑暗夜空了。

現在你明白了吧，千萬別把「夜空為什麼是黑暗的？」當成小兒科問題，簡單背後往往都藏有大玄機。