夜晚虽然没有太阳但还有无数颗恒星，为什么夜空还这么黑？|夜空|宇宙|微波|恒星|无线电波|星系

每当夜晚降临，我们仰望星空，总是会被那无尽的黑暗所包围，除了零星的繁星和皎洁的月亮，似乎宇宙的其他部分都隐匿在了这片黑暗之中。

但与此同时，我们也知道，宇宙中存在着数以亿计的恒星，它们犹如夜空中的灯塔，照亮着各自的角落。那么，为什么夜空看起来还是这么黑呢？这看似简单的问题，实际上隐藏着宇宙学的深奥秘密。

奥尔伯斯悖论与无限宇宙之问

在19世纪，数学家海因里希·奥尔伯斯提出了一个令人深思的悖论：如果宇宙是无限大的，并且恒星的分布是均匀的，那么无论我们朝哪个方向看，理论上都应该看到无数的星光。然而，现实却是，当我们仰望夜空，除了近处的星星，遥远的宇宙深处却是一片黑暗。这种现象与理论上无限宇宙中应有的明亮景象形成了鲜明的对比。

无限宇宙的观念让人难以置信，它意味着星光应当填满夜空的每一个角落。按照这一理论，夜空不应该有任何黑暗的空间，即便是遥远的星系之间的距离，也应该被更遥远星系的光芒所照亮。可是，当我们使用最先进的望远镜去观察这些遥远的星系时，仍然只能看到稀疏的光点分布在广阔的黑暗背景上，这究竟是为什么呢？

宇宙年龄与膨胀的双重解释

现代科学为我们提供了解释这一现象的线索。首先，宇宙的年龄是有限的，大约为138亿年。这意味着从远处星系发出的光，需要时间才能穿越宇宙空间来到我们的视线中。由于光速是有限的，那些远离我们的星系发出的光，可能还没有足够的时间抵达地球，因此我们无法看到它们的光芒。

另外，宇宙正在不断地膨胀。这个过程导致从远处星系发出的光，在抵达地球的过程中，其波长会被拉长。这种现象被称为红移，使得原本可能在可见光波段的星光，变成了人眼无法看到的微波或无线电波。因此，尽管宇宙中存在着无数的恒星和星系，但由于宇宙的年龄限制和膨胀效应，我们只能观测到有限的星光。

这两个因素共同作用，限制了我们能看到的宇宙范围，也解释了为什么夜空在可见光下看起来是黑暗的。不过，这并不意味着宇宙在微波或无线电波段也是黑暗的，事实上，那里充满了来自于宇宙大爆炸时期的辐射，我们称之为宇宙微波背景辐射。

小时候的黑白电视的雪花状，就是受到宇宙微波背景辐射的干扰形成的。

微波之光与视觉的界限

在微波和无线电波段，夜空并非我们视觉所见的漆黑一片。相反，这一波段的夜空其实是非常明亮的。宇宙微波背景辐射，这是宇宙大爆炸后遗留下来的热辐射，几乎均匀地分布在整个天空，使得微波波段的夜空看起来如同被均匀照射的明亮背景。

然而，人眼的生理构造限制了我们只能看到电磁波谱中的一小部分，主要是可见光波段。这部分波谱的光子能量适中，可以被我们的视网膜细胞所感知。而微波或无线电波的能量较低，无法激活视网膜上的感光色素，所以我们无法直接看到微波波段的夜空亮度。如果人眼能够感知微波，那么我们看到的夜空将不再是黑色的，而是充满了来自宇宙各处的微波光芒。

夜空的双面：光与暗的交织

综合以上讨论，我们可以得出结论：夜空之所以在人眼可见光的波段下呈现黑色，是因为宇宙的年龄限制了远处星光的到达，以及宇宙的膨胀效应使得星光的波长变长，超出了人眼的感知范围。然而，在微波波段，夜空并非黑色，而是由宇宙微波背景辐射所照亮，显示出均匀的亮度，如果我们的眼睛能看到微波，将会看到绿色的微波背景辐射。