为什么尽管宇宙充满星星，但太空却如此黑暗？

星系

人们长期以来一直在问，为什么太空虽然充满星星但却是黑暗的，以至于这个问题有一个特殊的名字——奥尔伯斯佯谬。

天文学家估计，可观测宇宙中大约有2000亿亿颗恒星。其中许多恒星的亮度与太阳相当，甚至更亮。那么，为什么太空中没有充满耀眼的光芒呢？

我是布莱恩·杰克逊，一位天文学家，研究恒星和行星（包括太阳系外的恒星和行星）及其在太空中的运动。对遥远恒星和行星的研究有助于像我这样的天文学家理解太空为何如此黑暗。

你可能会猜测，这是因为宇宙中很多恒星距离地球非常遥远。当然，恒星距离地球越远，看起来就越暗——距离地球10倍的恒星看起来会暗100倍。但事实证明，这并非全部答案。

英仙座

英仙座云在天空中呈现为黑点，因为它由稠密的气体和尘埃组成，阻挡了其内部和后方恒星的光线（

想象一个泡沫

假设宇宙非常古老，即使是最遥远的恒星发出的光也有时间到达地球。在这个假设的场景中，宇宙中的所有恒星都静止不动。

想象一个以地球为中心的巨大气泡。如果气泡直径约为10光年，它将包含大约12颗恒星。当然，距离地球几光年，其中许多恒星在地球上看起来会相当暗淡。

如果继续将气泡扩大到 1,000 光年，然后扩大到 100 万光年，再扩大到 10 亿光年，气泡中最远的恒星看起来就会更加暗淡。

但是，在这个越来越大的气泡里，恒星也会越来越多，它们都会发出光亮。尽管最远处的恒星看起来越来越暗，但它们的数量会大大增加，整个夜空看起来应该非常明亮。

看起来我又回到了原点，但实际上我离答案更近了一点。

星空

年龄很重要

在想象中的气泡图中，我要求你想象恒星静止不动，宇宙非常古老。但宇宙的年龄只有大约130亿年。

虽然从人类的角度来看，这已经是一段惊人的漫长岁月，但从天文学的角度来看，它却很短。短到距离地球超过130亿光年的恒星发出的光实际上还没有到达地球。因此，地球周围实际包含所有我们能看到的恒星的“气泡”，其范围也只延伸到距离地球约130亿光年的地方。

气泡里的星星根本不够多，无法填满视线。当然，如果你朝天空的某些方向看，你能看到星星。但如果你朝天空的其他部分看，你就看不到任何星星。

这是因为，在那些暗点中，那些可能遮挡视线的恒星距离我们太远，它们的光还没有到达地球。随着时间的推移，这些越来越遥远的恒星发出的光将有时间到达我们。

多普勒频移

你可能会问，夜空最终是否会完全亮起来。但这又让我想起我之前告诉过你的另一件事：假设所有的星星都不再移动。宇宙实际上正在膨胀，最遥远的星系正以接近光速的速度远离地球。

由于星系远离的速度如此之快，其恒星发出的光被推挤成人眼无法看到的颜色。这种效应被称为多普勒频移。因此，即使光有足够的时间到达你，你仍然无法用肉眼看到来自最遥远恒星的光。夜空也不会完全被照亮。

如果再等下去，恒星最终都会全部燃烧殆尽——像太阳这样的恒星寿命只有大约100亿年。天文学家假设，在遥远的未来——一千万亿年后——宇宙将陷入黑暗，只剩下白矮星和黑洞等恒星残骸。

尽管我们的夜空并非完全布满星星，但我们生活在宇宙生命中一个非常特殊的时期，我们有幸欣赏到丰富而复杂的夜空，充满光明和黑暗。