夜空為什么是黑的

陳默

有時，天文學(xué)中最簡單的問題卻是最難回答的。夜空為什么是黑暗的？你會說：“因為太陽下山了�！钡�是還有恒星在閃耀啊。如果宇宙是無限的，充滿著無數(shù)顆恒星，那么夜晚將和白天一樣明亮。這種理論和觀測之間的矛盾被稱為奧伯斯悖論。

奧伯斯是19世紀(jì)德國的一位天文學(xué)家，他認(rèn)為，按照靜止、均勻、無限的宇宙模型，天空中散布著無數(shù)個均勻分布的發(fā)光恒星，盡管距離越遠(yuǎn)，單個恒星的亮度越小，但考慮到所有星光在宇宙中任一點的光照總和，以及近距離恒星對后面星光的遮掩效應(yīng)，整個天空就和太陽一樣明亮，而實際上夜空卻是黑的。理論與實際觀察結(jié)果就是這樣矛盾。簡單地說，黑夜應(yīng)是白夜。

為了解決奧伯斯悖論，天文學(xué)家提出了多種理論加以解釋，但都不能自圓其說。

有的天文學(xué)家認(rèn)為，星空中存在著吸光物質(zhì)，物質(zhì)吸收了來自恒星的星光，使天空黑了下來。但實際上，空間中的吸光物質(zhì)無法使夜空變暗。物質(zhì)在遮擋光線的同時，也會被光線所加熱，進(jìn)而發(fā)光，它們將會和恒星一樣明亮。這就像大雨中的樹，起先葉子還能保護(hù)地面不受雨淋，可是不久雨水便會從葉子上滴落下來，最終地面還是會濕的。有人則認(rèn)為奧伯斯的理論是根據(jù)恒星均勻分布在宇宙中計算出來的，而實際上恒星分布并不均勻，有的星區(qū)恒星多，有的星區(qū)恒星少。因此，在宇宙中存在亮區(qū)和暗區(qū)，而地球就處在暗區(qū)，所以天空是黑的。還有天文學(xué)家用大爆炸理論解釋這一現(xiàn)象，認(rèn)為大爆炸后出現(xiàn)了許多星云，逐漸凝聚成各種天體，宇宙不斷向外膨脹，大量恒星遠(yuǎn)離地球而去，這些恒星的光也不能到達(dá)地球。所以，在地球上看到的星空是黑的。這些理論似乎都有道理，但又不能很好地解釋奧伯斯悖論。 ()

令人驚訝的是，第一個為奧伯斯悖論給出最合理解釋的不是裝備齊全的天文臺的天文學(xué)家，而是一位著名的美國詩人——愛倫?坡。愛倫?坡認(rèn)為，之所以遙遠(yuǎn)恒星的光沒有照亮星空是因為它們還沒有到達(dá)地球：我們無法看到比宇宙更遠(yuǎn)的地方。用現(xiàn)在的話講，我們無法看到150億光年之外的東西。所以，黑暗的夜空是宇宙誕生的證據(jù)。1901年，物理學(xué)家開爾文對這一解釋進(jìn)行了量化，開爾文的計算結(jié)果表明，若要夜空變得明亮，我們至少要能看到數(shù)百萬億光年遠(yuǎn)的范圍。由于宇宙的年齡現(xiàn)在遠(yuǎn)小于1萬億光年，所以夜空是黑的。

從愛倫?坡開始，天文學(xué)家已對黑暗的夜空有了一個比較可信的解釋：宇宙還太年輕。1964年，天文學(xué)家哈里森發(fā)現(xiàn)了另一個可能正確的解釋：宇宙擁有的能量太少。哈里森計算表明，若要照亮夜空，可觀測宇宙需要的能量為現(xiàn)今的10萬億倍——每顆恒星的發(fā)光度要上升10萬億倍，或者恒星的數(shù)目要增加10萬億倍。另外，恒星不可能永生，就算宇宙無限老，夜空仍舊是黑暗的，原因是恒星總是會死亡的。

愛倫?坡和哈里森的解釋為夜晚的黑暗上了雙保險——宇宙太年輕而且能量不足。到目前為止，這是對夜空為什么是黑的的最佳解釋。點亮整個宇宙就像是用一根蠟燭花上一個小時來加熱一幢房子：一個小時太短了，即使你能等更長的時間，可是在完成這項任務(wù)前，蠟燭也已燃盡了。 ()

（選自《讀者》）

7．請你用簡潔的語言說說什么是奧伯斯悖論。（2分）

答案：理論上天空應(yīng)該是明亮的，實際上夜空卻是黑暗的�；蚝谝箲�(yīng)是白夜。

8．第四段中介紹了天文學(xué)家對奧伯斯悖論提出的哪幾種解釋？（3分）

答案：星空中存在吸光物質(zhì)，使天空暗下來；宇宙中恒星分布不均勻，地球處在暗區(qū)，天空是暗的；因宇宙膨脹，恒星遠(yuǎn)離地球而去，這些恒星的光不能到達(dá)地球。

9．結(jié)合語境，說說下面句子中黑體詞的表達(dá)效果。（3分）

答案：“到目前為止”是從時間上進(jìn)行限制，意思是到現(xiàn)在為止。很準(zhǔn)確地說明了這是至今最科學(xué)、權(quán)威的解釋，隨著科學(xué)的發(fā)展，未來或許還有新的發(fā)展，體現(xiàn)了說明文語言的準(zhǔn)確嚴(yán)密。到目前為止，這是對夜空為什么是黑的的最佳解釋。

10．文章結(jié)尾寫得通俗而生動，試分析其用了什么樣的說明方法。（3分）

答案：文章用打比方的說明方法，將夜空黑暗的原因說明得通俗易懂�，F(xiàn)在點亮宇宙的情形如同花一小時用一根蠟燭加熱一幢房子，時間太短，能量太低，因而暗夜不可能變白夜。

11．文章以“夜空為什么是黑的”為標(biāo)題，有什么好處？（3分）

答案：以設(shè)問為題，設(shè)疑激趣，富有吸引力；以此統(tǒng)貫全篇，點明這篇文章的說明范圍，濃縮文章主要內(nèi)容；標(biāo)題通俗，醒目。

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