宇宙为什么是真空的(宇宙空间是真空的吗)

宇宙为什么是真空的(宇宙空间是真空的吗)(1)

有人提了一个这样的问题:既然宇宙是真空的,为什么不是透明的,而是一片黑暗呢?

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。

宇宙为什么是真空的(宇宙空间是真空的吗)(2)

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。

宇宙为什么是真空的(宇宙空间是真空的吗)(3)

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。

宇宙为什么是真空的(宇宙空间是真空的吗)(4)

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。

宇宙为什么是真空的(宇宙空间是真空的吗)(5)

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。

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