為什麼夜晚天空是黑的？一個看似簡單無比的問題，你會怎麼回答？
想必大多數人不假思索就會給出非常明顯的答案：晚上的天空是黑的，不就是因為地球的自轉，太陽下山了嗎？！甚至感覺智商受到了侮辱，可能還會氣得補一句：這也值得拿出來讨論？
那真的是這樣嗎？實際上天文學家并不會依據“經驗”這麼輕易下結論。
而夜晚天空為什麼是黑的，在科學界甚至是一個沒有确切答案的問題。從真正思考這個問題開始，費解和困惑至今都纏繞着一衆宇宙學家和天文學家。
為什麼會有此說法？
因為 天上的星星，也就是挂在夜空裡那漫天的恒星！
粗略統計，我們的銀河系包含有100億顆到4000億顆恒星，而人類可觀測的宇宙（因為宇宙膨脹，宇宙一部分已不可觀測）至少也包含100億到2000億個星系。
即使按最小的數量來做下乘法，那也是100億乘以100億！看清楚了哦，數量級都是億。
結果可想而知，我們大多數人可能一時都找不到課本上教過的數量機關來描述這個總量。總而言之，這個數目是非常多、極多、甚至是超乎人腦能想象之多的恒星，而它們全都挂在我們的夜空！
現在，我們再增加一個天文學背景：我們的宇宙實際上可能是無限的。
是以，當你擡頭望向天空的任何一小塊區域，裡面都應該包含無數的恒星，是以，符合“常識”的直覺推論應該是：我們處于廣袤的宇宙之中，宇宙中有無數像太陽一樣的發光體，夜空理應極為耀眼和明亮，猶如手術室的環燈一樣！
然而，你我都知道，現實并非如此。
這種夜空應亮不亮，理論和事實結果的巨大反差，在天文學界很早就有了一個稱呼，被稱為奧伯斯佯謬（Olbers paradox）。
什麼是奧伯斯佯謬
奧伯斯佯謬又稱夜黑佯謬或光度佯謬。由德國天文學家海因裡希·奧爾伯斯于1823年提出，于1826年修訂，核心觀點是如果宇宙是穩恒态且無限的，則晚上天空應該是明亮而不是黑暗的。不過，奧爾伯斯并不是最早關注這個問題的人，在此之前，類似的想法已由實體學家開普勒在1610年，以及瑞士天文學家夏西亞科斯于十八世紀分别提出。甚至，連恐怖小說作家埃德加·愛倫·坡，也為這個問題做出了貢獻。
下面是奧伯斯佯謬的内容：
如果宇宙是無限的，其中有無數顆恒星，那麼整個天空應該被恒星完全地覆寫。而且在我們所看去的任何方向的夜空，都應該能看到星星，是以夜空必然是明亮的。
為了便于你更好地了解，請想象自己身處在一片茂密的森林中。此時，無論你往哪裡看，你必然隻會看到一層層“樹牆”，隻能看到一棵棵的樹幹連成了一片，沒有任何空隙。也許隻有身處稀稀拉拉的小樹林的時候，才能透過空隙看到外面。而這隻是一片森林而已，雖然很大，但還絕不是無限的。
現在試着把你的想象力擴充到一個充滿無數恒星的無限宇宙！如此多的“星光”彙聚起來，足以讓黑夜猶如白晝一般明亮，
可現實中天空卻是黑的。問題此時變得複雜起來，曆史上不停有人努力想找出原因。
奧伯斯佯謬的原因解釋
幾個世紀以來，人們多次嘗試解釋黑暗夜空這種令人費解的現象。以下就是一些常見解釋，但都被排除了。
- 有人說，宇宙中的恒星可能是不均勻分布的。很有道理，但這個假設已被現代天文觀測資料否認，宇宙是完全各向同性。
- 有人說，宇宙中的恒星數量是有限的。但依然站不住腳，因為 即使宇宙中的恒星數量有限，但這個數量仍然十分巨大，多到足以照亮整個夜空。
- 又有人說，我們看不到這些恒星，因為它們太遠了，是以顯得太暗了。可惜還是錯的。為什麼呢？假設讓我們把無限的宇宙切分成均勻的球形層，以地球為中心，如果一層包含一定數量的恒星，那麼由于宇宙的同質性，距離地球兩倍遠的層将包含四倍多的恒星。然而，根據平方反比定律，從地球上觀察時，更遠一層的恒星四倍暗的話，這意味着每一層的總亮度還是相同的。是以，無論距離多遠，每一層恒星都會産生相同量的光。結果，天空還是會被均勻照亮。
- 還有人說，太空中充滿了星際塵埃，它阻擋了遙遠恒星的光芒。這個解釋感覺非常對口，不過依然被科學家否了。 因為根據能量守恒定律，星光作為能量，如此多的能量會不可避免地加熱宇宙塵埃。塵埃也會開始重新輻射吸收的光，并像星星一樣閃耀。
這麼多的理由都沒法解釋，導緻很長一段時間這個問題成了一個不解的謎題，久久萦繞在科學家們的心頭。
如果這些都不是原因，總該有些可信的理論來解釋吧，那
奧伯斯佯謬的最可信答案是什麼？
進入21世紀後，目前科學界主張的是用以下兩個理論去解釋夜黑佯謬。
1. 宇宙有年齡
目前人類通過天文資料計算顯示，我們的宇宙大約有138億年的曆史。宇宙創世的大爆炸，大概發生在137億年前。大爆炸後約四億年，第一顆恒星才誕生，随後演化出星系和各種天體。
也就是說，此時宇宙才出現了第一束恒星的光，然後穿梭于宇宙之間。而光需要時間來傳播，是以我們隻能觀察到距離我們138億光年内的星體，超過這個距離的星體的光，我們無法看到。
由于宇宙的大小是無限的，是以許多恒星和星系對我們來說是不可見的，因為它們的光直到現在還沒有到達我們地球。
2. 宇宙一直在快速膨脹
宇宙的膨脹是埃德溫·哈勃在1929年持續觀測宇宙發現的。他看到來自遙遠恒星和星系的光，在光譜上被拉長了，因為這些星體正在快速遠離我們。這種現象在天文學上被稱為“紅移”：當光的波長變長并向電磁光譜的紅端移動時，就會發生這種現象。宇宙那些非常遙遠的星體的光，因為宇宙自身膨脹，其波長被拉伸得如此之大，以至于它們變成了紅外線。而人眼看不到紅外光，是以我們晚上自然看不到非常遙遠的恒星和星系。
由于紅移現象的存在，早期的宇宙星光實際已經在向着比紅外線波長還長、能量更低的微波轉變，這更非人眼所能感覺。而大爆炸本身的巨量輻射，早就已經紅移到了微波的波長，也就是天文學家常說的宇宙微波背景輻射。這種微波實際上布滿了我們整個宇宙和天空，收音機裡去不掉的沙沙聲還有電視上的雪花點，就是這些微波幹擾産生的。
換句話說，我們的夜空和宇宙并“不暗”，本身是明亮的，隻是充滿的是人眼無法看到的微波這種光。
表現宇宙微波背景輻射的就是下面這張圖，你能明顯看到微波這種光均勻分布在整個宇宙。這證明了奧伯斯的推測，隻是他在那個時代不會想到宇宙有年齡、宇宙在膨脹、光會發生變化。
夜空是“黑暗的”這個不起眼的現象，實際上印證了宇宙是非穩恒态的，并成為大爆炸理論的證據之一。
同時，還預示了宇宙一個很不光明的未來，甚至我們不太喜歡的宇宙終極命運。
現在，根據最新的觀測資料顯示，宇宙膨脹的速度已超過每秒70萬公裡，這幾乎是光速的2.3倍（很多人會說了，愛因斯坦相對論不是說物質無法超光速麼？但科學家認為宇宙自身的膨脹并非是物質的運動，是以超光速是合理的）。雖然是以我們的可觀測宇宙直徑多達930億光年，但是幾乎所有遙遠的星系都在超光速遠離地球。這些遙遠星系和恒星發出的光線，我們将永遠無法看到。
那裡的文明也永遠無法看到或聯系到我們，畢竟電磁波和光就是同一種東西。
我們會像宇宙其他文明一樣，在遙遠的未來，全都成為宇宙孤島，在星球附近不多的幾個星系裡繁衍文明。
如果要假設最極端的情況，時間拉得極長，那肉眼可見的天空，将是徹底一片黑暗。如果那時還有生命存在，他甚至會認為宇宙一直是黑暗的。
而此時，也幾乎要迎來宇宙的終極命運了：熱寂（Heat death of the universe），宇宙的熵會達到最大值，宇宙中的有效能量将全部轉化為熱能，所有物質溫度達到熱平衡，這樣的宇宙中再也沒有任何可以維持運動或是生命的能量存在。
這樣的宇宙命運難免讓人絕望。
回到 夜空為什麼是黑的 這個問題，你現在終于明白這個問題的不簡單之處了吧。
總結： 無論你看向天空哪裡，都至少有一顆星星或星系。你沒有看到那麼多，是因為它們的光尚未到達我們地球，或者已紅移到可見光外。
這就是為什麼“明亮的”夜空 在人眼看來是黑的 。
撰稿：宇宙的秘密