寇亚君

1823年，德国天文学家海因里希.奧伯斯（Heinrich Olbers）提出了著名的“奥伯斯佯谬”，他指出既然宇宙是无限的，并且还拥有无穷无尽的能够发光的恒星，那么我们无论向宇宙中的哪个地方看，都可以看到无数的星光汇集而来，因此宇宙应该是明亮的，但在我们眼中，夜晚的天空中除了月亮和星星以外，其他的地方全都是一片漆黑。

既然宇宙是真空的，为什么不是透明的，而是一片黑暗呢？

可能有人会说，这个问题很简单，因为虽然宇宙中有无穷无尽的恒星，但是这些恒星通常都离我们非常遥远，以至于它们发出的光还没有到达地球，就已经宇宙空间中的那些弥散状态星际物质（如气体、尘埃等）吸收殆尽，既然我们看不到这些光，那么宇宙当然就是黑的了。

然而事情却不是这么简单，这是因为这些星际物质并不是只吸收能量而不释放能量，事实上，当诸如气体和尘埃等星际物质吸收了能量之后，又会以电磁波的形式向外释放能量，因此可以说，在宇宙无限和恒星数量无限的前提下，这些星际物质获得的能量会不断地累积，其辐射出的电磁波能量也会持续升高，在达到了足够的强度以后，这些辐射还是会将宇宙变得明亮起来。

“奥伯斯佯谬”提出之后，科学家们给出了各种各样的解释，有说宇宙不是永恒的，有说宇宙空间不是有限的，还有说宇宙中的恒星数量不是无限的，然而这些都不能对“奥伯斯佯谬”作出完美的解释。

事实上，直到1929年美国天文学家爱德文.哈勃（Edwin Hubble）发现了一个宇宙的大秘密——宇宙膨胀现象，“奥伯斯佯谬”才得到彻底的解决，也就是说，科学家用了100多年才找到这个问题的答案。

为什么说宇宙膨胀导致了我们看到的宇宙是黑的呢？

根据哈勃定律，宇宙的膨胀速度会随着距离的增加而变快，具体表现在每增加326万光年的距离，宇宙膨胀的速度就会提高大约70公里/秒。需要注意的是，这个速度是可叠加的，这就意味着那些与我们距离非常遥远的恒星，其因为宇宙膨胀而远离我们的速度将会超过光速，正因为如此，它们发出的光线就永远都到不了地球。

那些与地球距离相对较近一点的恒星所发出的光线，是可以到达地球的，但遗憾的是，由于宇宙膨胀的关系，它们其实也在做远离我们的运动（只是没有超过光速），在这种情况下，根据多普勒效应，它们发出的光线的波长将会不可避免地出现拉伸（即红移），这会导致这些恒星的光线到达地球时，其波长早就在我们能看到的范围（可见光）以外了，因此站在地球的视角上来看，这类恒星发出的光线也无法将宇宙照亮。

于是就只剩下那些距离更近的恒星才能够给我们提供光明了，但这些恒星的数量其实并没有想象中的那么多，我们也没有想象中的看得那么远，实际上我们人类的肉眼能够看到的恒星，绝大多数都在下图所示的那个小小的圆圈以内。

我们可以看到，虽然理论上来讲宇宙是无限的，并且还拥有无穷无尽的能够发光的恒星，但是由于宇宙膨胀的关系，位于可观测宇宙之外的恒星所发出的光线永远到不了地球，还有大量的恒星光线又因为红移现象不会被我们感知的，而剩下的那一点点星光，就只能作为夜空中的点缀，根本就不可能帮助我们照亮宇宙，正是因为这些原因，在我们的眼中，宇宙就变成了一片黑暗。

回答完毕，欢迎大家关注我们，我们下次再见`

魅力科学君

“既然宇宙是真空的，为什么不是透明的，而是一片黑暗呢？”

宇宙太空是真空的吗？

古人云：四方上下谓之宇，往古来今谓之宙。这或许是古人对宇宙时空概念的最好理解，随着科学的进步，尤其是宇宙学的不断发展，人类逐渐认识到宇宙是物质、时空、能量的统一体，而“真空”其实也是宇宙的一部分。

如上图所示，这种图片是1992年伽利略探测器在前往木星的旅途中拍摄的地月合影，太阳光从图片中地球的右侧照射而来，在漆黑荒凉的太空背景中，谁能想到这颗“蓝色弹珠”上充满了生命呢。其实从这种图片中我们至少可以看到两点内容，既宇宙确实是黑暗的和阳光可以穿越黑暗抵达地球。通常情况下，我们一般将太空理解为真空状态，其实这种说法并不严谨，现代科学认为宇宙的平均物质密度大约2*10^-31克/立方厘米，这表明平均每立方米的太空空间中大约存在一个粒子，所以我们并不能将太空简单的和真空画上等号。

不仅太空不是空的，严格来说真空也不是空的，因为真空中还存在我们看不到的粒子与能量，量子理论认为真空中总是有成对的虚粒子与虚反粒子产生和湮灭，在这个过程中，总能量保持不变，这也是著名的海森堡不确定性原理所阐述的内容，当我们在真空中放置两片平行的平坦金属板，由于金属板内外存在虚粒子数目差，它们之间会产生吸引压力，这就是卡西米尔效应，它们都表明看起来空无一物的真空，其实是“热闹非凡”的。

虽然我们宇宙中的太空环境并非真正的空无一物，但是至少它是透明的，否则我们也就无法感受到太阳的温暖和星光璀璨的夜空了，至于太空为什么是透明的就比较简单了，不管我们用望远镜观测天体还是直接用肉眼去仰望星空，本质上都是接收电磁波的过程，当一个物体可以被可见光通过时我们可以认为这个物体是透明的，具有透明性质的物体不反射或者吸收全部的可见光，而太空由于非常接近真空环境且电磁波传播不需要依靠介质，除非遇到天体或者大量星际尘埃的阻挡，各种天体发出的各个频段的电磁波都能在无垠的太空中传播到地球。同样，既然太空是透明的，那为什么宇宙还是一片黑暗呢？

奥伯斯佯谬与相关的解释

在十九世纪，许多科学家相信我们的宇宙是结构稳定且无始无终的，而这种宇宙模型就会导致一种问题：我们知道宇宙中存在大量的恒星，如果宇宙处于恒稳态，那么恒星发出的光线总有一天会照亮整个宇宙，那为什么我们的夜晚还是漆黑一片呢？这就是奥伯斯佯谬。奥伯斯佯谬也被称为夜黑佯谬或光度佯谬，该佯谬最早于1823年被德国天文学家奥伯斯提出，它认为如果恒稳态宇宙模型是正确的，那么我们的夜晚应该是像白天一样明亮而非一片漆黑。对于本题来说也是适用奥伯斯佯谬的，因为我们知道夜晚的黑暗来自于宇宙的黑暗。

奥伯斯佯谬提出后，奥伯斯本人也曾提出过相关的解释，它认为夜空黑暗的原因可能和宇宙中天体与尘埃的遮挡效应有关，但这个解释明显是不怎么靠谱的，因为在恒稳态宇宙模型中，根据能量守恒定律可知，遮挡恒星的物质随着时间流逝也会逐渐被恒星加热，以至于最终这些不发光的物质也会像恒星般炙热，但现实明显不是这样的，至少我们的地球就是一个反驳的例子。

随着科学理论的进步和天文观测手段提高，科学家逐渐意识到我们的宇宙并非处于恒稳态，而是处于越来越大的膨胀状态，这也是宇宙大爆炸理论所阐述的宇宙模型，该模型也对奥伯斯佯谬提出了科学的解释。宇宙大爆炸模型认为，我们的宇宙并非处于恒稳态，在空间上我们的宇宙处于膨胀状态，在时间上我们的宇宙有一个开始，该理论认为我们的宇宙诞生于138亿年前的“奇点”大爆炸，大爆炸造成我们的宇宙迅速膨胀变大，而空间的膨胀也造成宇宙中的天体处于互相退离状态，且天体距离我们越远，其远离我们的速度越快，这也是哈勃定律所阐述的内容，科学计算认为当天体与我们的距离超过一百四十亿光年左右，其退离我们的速度将超过光速，而光的传播速度是不会发生改变的。这也是奥伯斯佯谬的第一种解释，既空间的超光速膨胀导致极远处的星光永远也无法照进我们的夜空。

但是一些较小范围内的恒星为什么依然无法照亮我们的夜空呢？造成这些现象的原因其实还和空间膨胀有关，由于空间膨胀造成大量的恒星退离我们，虽然这些恒星发出的电磁波可以抵达地球，但是由于多普勒效应这些恒星的电磁波波普将会向红端移动，电磁波的波长被逐渐拉长，以至于合成光逐渐变成红外线甚至无线电波，自然我们的宇宙也就变成漆黑一片了。

那么在更小范围内为什么我们的宇宙还是黑暗的呢？比如我们的太阳系，在这些小范围的宇宙空间中，基本上可以忽略光谱红移效应，那为什么太空依然是黑暗的呢？其实我们所看到的明亮的白天并非是太空的明亮，准确来说是大气层的明亮，这是由于大气层中各种物质对太阳光的漫反射作用，而在太空中由于物质密度非常低，穿行在太空中的光线缺少反射物质，我们自然也就看不到太空的明亮。

总结

由上文可知，不管是太空还是真空都并非绝对的空无一物，在不考虑天体物质的遮挡作用下太空当然是透明的，虽然如此，但是由于空间膨胀和红移效应，远处的恒星依然无法照亮我们的宇宙，除了这个原因外，在小范围的宇宙空间中，由于缺少物质来反射恒星发生的光线，因此我们看到的太空依然是漆黑一片。

感谢浏览，我是漫步的小豆子，谢谢。

漫步的小豆子

首先，宇宙并不是真空的。

宇宙是空间与空间中一切物质的总称，它包括了所有我们已知的恒星、行星、星云、超新星爆炸后的碎片和尘埃、星际间气体、中子星等等，可能还有黑洞等我们到现在还没看到的物体和元素，还有一个重要的——它还包括整个空间。

既然宇宙中有这么多东西，所以宇宙并不是真空的。

或许，你是想说宇宙中的空间是真空的，因为那里没有尘埃和空气，所以它应该是透明的。

新的问题来了：宇宙间真的存在真空吗？

我们通过超级望远镜可以看到几亿几十亿甚至上百亿光年之外恒星闪耀的光芒，它们似乎没有受到阻挡，所以我们觉得星际空间应该是真空，是没有任何物质的真空。

然而事实上宇宙中几乎不存在绝对的真空，无数颗恒星将它的光子和外层气体吹散到星际空间、超新星爆炸也抛射了无数的尘埃和气体、中子星与黑洞同时也将大量物质通过射线流射向太空

......

你或许觉得透明就是明亮，就像是你通过透明的窗户玻璃看外面明亮的蓝天。但换一个角度，如果在深夜，你的窗户玻璃会被外边的灯光照成白色吗？如果那样，你的玻璃便不是透明，而是一块磨砂玻璃了吧？

现在你应该明白了：透明就是你看不见它。

星际间由于只存在极少的物质，所以它基本不反射或折射光线，正因为这些光线没有受到严重的遮挡，所以我们才能看到几十亿光年以外的星星。

接下来一个问题，我们的大气是透明的吗？

并不是，我们大气中有许多的氮气分子、氧气分子，还有一些其它气体分子、水气和尘埃，这些东西可以折射和反射太阳光，所以我们白天看到的太空是明亮的，而在夜晚，大气还是可以反射一些月光或其它的光线，所以我们的夜晚也不完全是黑暗的。

正因为大气层并不完全透明，我们才有了光明的世界。

宇航员在月球上看太空则是另一番情景，即便是白天，他们看到的天空也是黑暗的，因为月球表面的大气非常非常稀薄，光线在天空中没有受到阻挡，它没有照亮任何东西，我们自然就看不见它。

总结：

我们之所以看到宇宙空间是黑暗的，正是因为它足够透明，这样遥远星球的光才能穿越几十亿光年的距离被我们看见。否则我们很难看到几颗星星——就像你在大白天抬头找星星一样，除了明晃晃的太阳啥都看不到。

老粥科普

其实这个问题说反了，如果宇宙真是真空的，才会一片黑暗。现在没有一片黑暗，正是因为宇宙不是真空的。

人的眼睛能够看到物体，是因为光，有了光的照射，人的眼睛才能够感光，得到物体的形象。

传到人眼的光有两种，一种是本身发光的物体，即光源之光。如太阳、恒星、灯光都是自身发光的光源，这些光源只要在人类眼睛的感知范围，就能够被看到。

还有一种是反射光，就是光源照射到其他的物体上，这个物体本身不发光，对光并不能完全吸收，就有一部分甚至大部分光被反射出来，这样也会被人类眼睛所捕捉。

实际上，人类看到的事物绝大多数都是依靠反射光得到的。比如我们白天看到的房子、树木、汽车、飞机、人狗猫鸡等等，都是反射阳光或者空气的散射光而得到的。

而晚上看到的绝大多数星星都是恒星，它们都是自身发光的等离子体，这些光经历了数年、数十年、数百年、数千年的传播，来到了我们的视网膜，才被我们所看到。

我们看到的月亮、金星、木星、火星等天体，则是它们反射太阳光，被我们所看到。

这样说来，我们看到的宇宙并不是一片黑暗的吧？

如果你一定要说宇宙是一片黑暗的，那只有两种原因，一种是你的视网膜出了问题，通俗的说就是瞎子；二种是睁开眼睛说瞎话。

如果说，在满天繁星的背景上，是黑暗的深空，这点倒是有点道理的。

其实这些深空背景也不是完全黑暗的，只是对比较亮的日月星辰，就暗了若干数量级，在对比强烈情况下，人眼睛会发生错觉，看到的背景就完全是黑黑的了。

我们宇宙充满了星际尘埃和星际云，这些星际物质是组成恒星的基本元素，在漫长的时间里，这些星云在自身引力作用下，终究会紧密的聚集坍缩，形成恒星。恒星演化到末期又会将大部分自身物质通过解体、大爆炸返回到太空，成为新的尘埃和星云。

宇宙就是在这样的生生不息中成长和老去，人类作为一个观测者，只占据了宇宙寿命的一小部分。

其实整个宇宙密度是很低的，宇宙一直在膨胀，因此密度会越来越低。密度越低，看起来就越黑暗。

而且在整个宇宙，密度是不均匀的，一些地方恒星密集，如星系和星系中心；一些地方天体很寥落，宇宙空旷，如星系边缘和星系之间的空间。

这些天体稀疏，甚至宇宙尘埃都极少的地方，当然看起来就很暗。这正符合时空通讯前面说的，越是真空的地方，就越暗。

道理在前面也说了，人眼看到东西是依靠光，真空的地方既没有恒星自发的光源，又没有能够反射光的物质，当然就是一片黑暗的了。

但宇宙中没有真正的真空，关于宇宙密度到底有多大，科学界有许多测算，有一种说法是宇宙密度为1x10^-28千克/立方米。

诺丁汉大学物理学家Tony Padilla提出了一种估计宇宙粒子总数的方法，他排除了轻子，只测算了重子。得出的结果是宇宙粒子总数为3.28x10^80个，也就是3.28亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿个。

这是一个庞大的数字，然而即便如此，每立方米只放一个粒子，也还不够填满宇宙。也就是说，事实上，宇宙平均密度每立方米不足一个粒子。

粒子有多大？我们以氢原子来打比，一根绣花针头上，就可以站立五万亿个氢原子！而且每个氢原子又是由一个电子、一个质子、一个中子组成，质子和中子又都是由三个夸克组成。

人类的深空探测已经发现宇宙最空旷处密度每立方米只有1个粒子，这种地方虽然还不能算作真正真空，但已经是极度极度接近真空了。

在那么空旷的地方，人类凭什么能够接受到那里的光信号呢？

因此在接近真空的广袤太空，背景是黑暗的一点也不奇怪，如果真空中出现光明才诡异奇怪了，如果真的如此，我们的现代物理理论就全部需要改写。

当然真空是透明的，因为什么都没有，当然透明。但透明并不等于光明。

就是这样，欢迎讨论。

时空通讯专注于老百姓通俗的科学话题，感谢粉丝朋友们一直以来的关注支持与厚爱。

时空通讯

我们的宇宙虽然蕴含着数万亿颗星系，并且每颗星系都蕴含着将近几千亿到几万亿颗恒星，但是如果你去观测深空，你会发现宇宙是黑色的。无数颗恒星释放的光为何没有照亮宇宙呢。实际上这和光的本质有关系。光在传播的过程中，会经过折射反射以及被其他能量所吸收，因此你会发现为何太阳光到达地球和到达冥王星时的能量是不同的！

正是因为如此，宇宙中虽然有很多恒星，并且释放出很多的光，但是这些光大部分在还没有到达一定程度的时候，就会彻底吸收了，已经不具备热量和能量了。而宇宙太大了，大到无法想象的地步。宇宙的年龄为138亿年，但是宇宙的直径为930亿光年。宇宙在以超光速膨胀，自始至终，宇宙诞生的第一道光直到现在，依然没有到达宇宙的边界区域。

同理也是相同的，虽然我们能够通过星空看到几百万年前的光，但是这些光大部分是没有能量的，它们经过了无数次的折射和反射最终到达了地球。而宇宙为何是黑的主要原因，其一就是宇宙太大了，其二就是光在传播的过程中，它的能量被真空吸收了，到只有些光还没传播到一定程度彻底消失了。

宇宙V空间

　　首先，宇宙空间并不是绝对真空的！除有形的天体外，宇宙空间还存在各类气态物质和各类运动速度与方向均不同且不断变化着的粒子，虽然其密度不是很均匀，平均密度也不是很大；

　　其次，宇宙空间大部是透明的，也就是电磁波是可以穿越的。因此，不能说宇宙空间是不透明的。只有局部气态物质密度比较大时（如星云）才会对某些频率段的光呈现出不透明特性；

　　再者，天空中一片黑暗不是因为不透明，而是因为光源不足和反射/散射、折射/透射或转换/热辐射作用介质密度过低，导致可见光强度非常微弱而呈现黑暗状态。

　　如果想了解光到底是什么，其产生、传递与消亡的过程到底怎样，以及对近代物理的影响，请朋友们参与以下文章的讨论：

彭晓韬

问题本身并没有弄清楚“透明”和“黑暗”到底是什么概念，到底是如何产生的？

浩瀚宇宙太空确实是透明的，当然这里的透明是相对的，没有绝对的透明，因为宇宙大部分都是真空，当然这里的真空也是相对的，真空中存在极其少量的气体和尘埃，几乎可以忽略不计！

正因为宇宙是透明的，所以我们可以看见极其遥远的天体，地球大气层也是相对透明，不过大气层仍旧会阻碍我们观看遥远天体，这也是为什么超级望远镜在外太空观看星空会更清晰！

同时，透明与黑暗并不矛盾，因为透明所以会黑暗！为什么？

需要弄清楚我们为什么能看到物体？因为物体反射光线进入我们眼睛被我们感知！而在太空里几乎是真空，没有物体反射光线，当然是一片漆黑！

这也是为什么未来星际旅行不可能用光线来照明，朝着飞船前方发射光线，我们根本看不到，因为没有东西反射光线进去我们眼睛里！我们在地球上可以用手电筒照明，就是因为地球大气中有尘埃分子反射光线进入我们眼里！

宇宙探索

首先，海水为什么是蓝色的呢？实际上通过证明海水与我们水管里的水无差异都是白色的，而海水之所以是蓝色的是因为海水倒应的天空的蓝色。使用霍金的名言“如果我们的宇宙是有尽头的，那么我们的夜空应该是明亮的。”霍金认为宇宙是没有边界的。而对于宇宙的黑的这个事情，由于光线再宇宙中没有实际反射光线的物体所以导致的宇宙是黑色的也可以看做是光线的不停留。呵呵，而在地球上由于我们的视力范围以内的都是实际物质的实物所以光线的反射使我们看得到实际物体也就是白亮的。大气也算数的哈呵呵

潇泗儿

宇宙是无限的，宇宙中的恒星也是无限的，无限的恒星分布在无限的空间中，平均密度很小。无限的恒星发出无限的光，但光传播的距离并不是无限的，所以真空空间中平均的光线量非常小，也就是真空就是黑暗的。

光量子宇宙

答，因为宇宙本身不发光，所以是黑暗的，只有星系中的桓星发光，来照亮宇宙所在的各大星系。

關鍵字: 海因里希 科学 天文学家