作业帮太空为什么是黑暗的?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/06 17:09:15
太空为什么是黑暗的?
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茫茫无际的宇宙,除了银河系之外,还存在千千万万个其它银河系大星系,每个大星系都含有千万颗发光的恒星,整个宇宙存在无数颗恒星,像太阳那样照耀四方.照理,宇宙该是多么光辉明亮.可是,除了白天因太阳光照大地,让人们身处明亮的环境外,别的时刻生活在地球上的人们,所观测的太空景象却是一片沉寂黑暗.这是为什么呢?原因之一：当发光体（光源）的发射功率一定时,空间不同地点所接受到的光照度,同接受点与光源之间距离的平方成反比.光照度越大,人们视觉感觉越亮,反之亦然.由于地球与千千万万颗恒星相距很遥远,从它们那里接受的光照度十分微弱,所以地球上的人们夜里望见太空只见到隐隐闪闪的光点.地球离太阳这一强大的光源的距离约1亿5千万千米；人们能见到的最亮且离地球最近的一颗“人马星”和地球相距110万亿千米,不难算出这个距离相当于地球离太阳间距的63072倍.假定“人马星”具有相当于太阳的发光功率,那么地球从“人马星”接受到的光照度仅仅只及从太阳接受到的光照度的40亿分之一.难怪人们在夜空里见到的只是点点闪闪的星光.
光波的传播速度为每秒30万千米,不难计算一年里光的行程约9.46万亿千米,称此为1光年,作为度量星际之间距离的单位.刚刚提到过的“人马星”,若用光年为单位,它离地球约为11.63光年；又如织女星离地球为26光年.同理,若用光年为度量单位,那么地球离太阳的距离才0.00001585光年.相比之下,别的恒星离地球太远了.假若能使地球离开太阳的话,让地球离太阳为现在距离的100倍,则地球从太阳接受的光照度为现在的万分之一,那时地球的上空将变成灰暗的没有白天的行星了.地球离银河系中心为3万光年,而银河系离其它大星系为百万、千万、数十亿、甚至上百亿光年,尽管宇宙的恒星多得无法计数,发光功率无比强大,但由于离地球太遥远了,故地球从它们那里接受到的光照度微乎其微,更何况星际空间充斥着许多气体分子和尘埃,它们能吸收发光恒星的光能量,导致光照度更为减弱.这样人们所能见到的太空背景必然是一片沉寂黑暗的了.原因之二：宇宙不断膨胀,大多数星系不停地以高速度远离我们.经观测发现,大多数星系的光谱线都有红移现象.由于星系远离我们,导致它们发射的光波频率下降,波长变长,故光谱线向长波的红端移位,这就是光传播的“多普勒效应”.宇宙膨胀,星系远离地球,红移越大,星系发光的能量越减弱,更促成人们视觉感受到太空的沉寂黑暗了