为什么宇宙会如此冰冷和黑暗呢,宇宙黑暗

2022-11-10 12:13:48

当我们在晴朗的夜空下仰望星空时,天空中的那些密密麻麻的亮点,每一个都可能是一颗恒星,甚至还可能是很多颗恒星共同发出的光线。科学家告诉我们,就光银河系就有2000亿到4000亿颗恒星,而银河系相对于宇宙而言,只不过是沧海一粟。

前景中的松树与银河的星星的观点。英仙座流星雨在 2016 年

由此可见,宇宙中的恒星数量是大得难以计算的,我们都知道,宇宙中的恒星其实就是一个个“大火球”,在它们的内部,每时每刻都在进行着激烈的核聚变反应,并向周围释放出巨量的光和热。比如说太阳这颗普通的恒星,其释放出的能量只有大约22亿分之1被我们地球吸收,地球就变成了一个充满温暖和光明的世界。

在想象中,整个宇宙也应该充满温暖和光明才对,然而我们看到的事实却完全相反,现在问题就来了:宇宙中的恒星多得难以计算,那为什么宇宙却如此冰冷和黑暗?

行星在黑暗的空间

这个问题要分为两部分来解释,我们先来讲为什么宇宙会如此冰冷。所谓冰冷是指物体的温度非常低,从物理学的角度来看,温度是描述一个物体内部微观粒子(如分子、原子等)的运动激烈程度的物理量,这些微观粒子运动得越快,物体的温度就越高,反之亦然。

这就意味着,温度是大量微观粒子热运动的集体表现,是具有统计意义的,因此对于单个或者是数量极其稀少的微观粒子而言,所谓温度也就无从谈起。

不巧的是,宇宙空间中的物质密度就极其稀少,平均下来大概就是每立方米只有几个氢原子的样子。由此我们可以看到,在宇宙空间中,因为没有足够的物质来保存来自恒星的热量,所以宇宙空间也就是“冰冷”的了。

那为什么很多行星或者其他更小的天体也是冰冷的呢?这是因为它们要么离恒星太远,恒星释放的热量已不足以温暖它们(比如说冥王星距离太阳非常遥远,其表面平均温度就只有可怜的零下223摄氏度),要么接收不到太阳的能量,其本身又不具备保温效果(比如说水星虽然距离太阳很近,但它背对太阳的一面温度却低至零下173摄氏度)。

冥王星

说完了冰冷,我们再来说为什么宇宙会如此黑暗。其实对于这个问题,科学家们也迷茫了很长一段时间,当时的思路大概是这样的:因为宇宙中的恒星多得难以计算,照理来讲,不管往哪个方向看,我们都应该看到大量恒星汇集而来的光线,所以宇宙应该是一片光明才对。

然而事实却偏偏不是这样,直到科学家发现了暗能量之后,这个谜题才得以解开,原来这是因为我们的宇宙是处于一个膨胀的状态。根据实际观测,科学家进一步发现,在暗能量的驱动下,离我们越远的宇宙空间,膨胀的速度就越快(距离每增加300万光年,膨胀的速度就增加大约68公里/秒)。

宇宙的这种膨胀状态导致了那些离我们非常遥远的恒星,其远离我们的速度超过了光速,以至于它们发出的光线永远也到不了地球。关于这一点,大家可以想象一下,假如某个人站在传送带向前奔跑,同时这个传送带又是在向后运行,在这种情况下,当传送带向后运行的速度超过了这个人向前奔跑的速度时,这个人就永远都到不了终点。

而那些近一点的恒星所发出的光线,也会因为宇宙膨胀的原因而发生红移现象(波长变长、频率降低),当这些光线到达地球时,早已经不在可见光的波长范围了。

也就是说,在宇宙中只有很少一部分的恒星能够给我们提供光明,但遗憾的是,宇宙中的恒星密度并不是想象中的那样密密麻麻,事实上,宇宙中的恒星通常都相距非常非常遥远,比如说离我们太阳最近的恒星——比邻星,它与太阳的距离也有4.22光年。

这样的距离,即使以光的速度都要跑4.22年才可以到达,恒星之间的遥远就可想而知。显而易见的是,如此稀疏的星光最多只能用来当作晴朗夜空下的点缀,而想依靠它们来让我们的世界大放光明,那就是根本不可能的事情了。

综上所述,虽然宇宙中的恒星多得难以计算,但是在巨大的宇宙空间里,它们发出的光和热被极大地稀释了,再加上宇宙本身又在膨胀,所以现在我们看到的宇宙才会如此冰冷和黑暗。

好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见`

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为什么宇宙会如此冰冷和黑暗呢,宇宙黑暗

太空中为什么又冷又黑?

您好,因为太空是距离地表1000公里的高空,空气密度只有地表密度的1亿亿分之一,那里的温度会降到-200度。越到远离天体的太空,粒子就会越来越少,到了太空深处每个立方厘米只有几个粒子了,甚至一个立方米也就1到几个粒子,所以那里的温度会越来越接近绝对零度。这样太阳电磁辐射就在太空畅通无阻,损失也就很小了,一直到达地球,与地球空气分子接触,这种能量才以热量的方式显示出来。太阳在太空真空中传播,并不是黑暗的,乘坐宇宙飞船或者在空间站工作的宇航员都可以看到明媚的阳光。但在太空由于没有空气的反射折射和衍射,就不会在空间留下很多明亮的光芒,所以太空才会又冷又黑。

拓展资料

一、热度的形成原因

1、温度

温度是分子运动的结果。分子密度越大,运动的越激烈,温度就越高;反之分子密度小或者运动的不激烈,温度就低。要使分子运动激烈,就需要能量交换。而太阳电磁辐射就是能量的来源。

   


2、电磁辐射

方式传递的,电磁辐射说穿了就是光的一种表现形式,是可见光和不可见光的组合。我们人眼可见光在电磁辐射中占有一个很小的波段,在380nm~780nm之间,而高频和低频段的光是人眼看不见的,以无线电波、微波、红外线、紫外线、X射线、伽马射线等方式传播。电磁辐射是以光子为载体,光和电磁辐射传播都无需介质,在真空中更快。电磁辐射带着的能量到了地球,就与地球物质,首先是大气分子进行交换,使这些粒子运动而产生热量,体现出来的就是温度。

       

3、地球大气层

地表大气密度达到0.00129克/立方厘米,一个立方厘米有6.02x10^23个气体分子(约6020万亿亿个),这些气体分子与太阳辐射交换和储存着能量,就使人感到温暖和热度。在400多公里的高空叫做热层,那里的粒子温度可以达到一两千度,可如果拿温度计去测量却感到异常的寒冷,那里的飞船(国际空间站)在对着太阳的舱外温度可以达到33度,而在背阴处,气温下降到-80多度。所以在这种环境下,本来可以炼钢炼铁的温度,但这种稀薄的粒子撞击要把1克水提升1度温度要几十个小时。这也是在地球上越高的地方越寒冷的缘故,主要就是越高空气越稀薄,所能承载的能量就越少。比如到了珠穆朗玛峰顶,空气密度只有海平面约30%,所以温度就很低了。

       

二、太空中并不是黑暗的

乘坐宇宙飞船或者在空间站工作的宇航员都可以看到明媚的阳光。但在太空由于没有空气的反射折射和衍射,就不会在空间留下很多明亮的光芒,只有照射到物体,或者人眼对着太阳看时才能够看到。太空中还可以看到漫天的繁星,这些都是遥远的恒星传递过来的光线,因为没有空气衍射折射散射,虽然看起来更清晰很明亮,但却不会闪烁,就是一个个单调不动的亮点,镶嵌在漆黑的背景上。

为什么宇宙会如此冰冷和黑暗呢,宇宙黑暗

宇宙中有那么多恒星多到无法计算,可宇宙为什么会那么寒冷黑暗?

宇宙中有那么多恒星多到无法计算,可宇宙之所以会那么寒冷黑暗是因为物质的平均密度逐渐减小。

1.宇宙中的恒星数量是如此之大,以至于很难计算。我们都知道,宇宙中的恒星实际上是一个大火球。在他们内部,他们一直在进行激烈的核聚变反应,并向周围释放巨大的光和热量。例如,普通恒星太阳释放的能量只有我们地球吸收的22亿分之一左右,地球已经成为一个充满温暖和光明的世界。

2.和所有恒星一样,太阳发出的光和热不是因为某种燃烧的物体,而是因为粒子之间的剧烈反应。我们称之为核反应,尤其是在离太阳越近的地方。这些颗粒的活动范围和速度非常快,这使得接近太阳的金星经历了严重的曲折,金星上的温度非常高,但许多行星在太阳周围运行时,室友靠近太阳的一侧也背对着太阳,因此加热非常不均匀。此外,距离本身相对较远。在这些颗粒的运行和发展过程中,许多能量会慢慢消失,所以自然没有办法让整个太阳系处于温暖的环境中!

3.热是一种反应,当物质移动到一定程度时,它会相互感染。当一种物质移动得非常快时,它会将热量感染到另一种物质,这也会加速另一种物质的移动速度并产生热量。这是物质之间的感染和传播,仅限于物质之间。空间中没有物质情况,因此没有相互传递和感染。

4.物质密度在宇宙中极为罕见,平均每立方米只有几个氢原子。我们可以看到,在宇宙空间中,宇宙空间是冷的,因为没有足够的物质来保存恒星的热量。没有物质运动模式,空间处于非常寒冷的状态,无论恒星的热量有多强,它的空间都非常寒冷。

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