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「(偽)小學雞」(真·宇宙學)問題:點解夜晚嗰天係黑色嘅?
(credit: Calvin and Hobbes comic)[/size=2][/b]
讀小學甚至幼稚園時,初次接觸天文或望向夜空時,相信都會有呢個疑問:「點解有夜晚?點解天空夜晚係黑色嘅?」唔知大家而家(長大後)知唔知呢個問題嘅答案係乜呢?
吓?玩嘢呀? 夜晚出現咪地區因為地球自轉而轉咗去背面,太陽照射唔到嘅位置囉!咁都要問?呢個唔係俾小學雞嘅問題咩?小弟幾時變咗幼稚園/小學老師,教大家係人都知嘅嘢? 冷靜啲,小弟既然咁問得,呢個問題當然唔係平常人所諗得咁簡單啦!即使係「創作力量同幻想會嚇你一跳」嘅地平論支持者佢哋嘅解釋都淨係圍繞著太陽,而話同太陽有關只係答啱一部分,要真正解答呢個問題其實要用到宇宙學
[blue]奧伯斯悖論[/blue][/size=5]
要明「點解會天黑?」呢個問題點解會比想像中複雜同涉及宇宙學,我哋可以從一啲假設出發。試想像我哋身處喺一個穩恆狀態下而且無限大無界邊,恆久存在嘅宇宙,入面嘅恆星平均分佈喺每個角落。呢個亦係直至上世紀初大部分人同科學家一路所相信嘅宇宙模型,因為始終無人用肉眼睇到啲星系遠離?我哋呢啲宇宙膨脹現象。之但係如果真係咁嘅話,「夜晚」其實唔應該會天黑,因為無論隔幾遠都好,每粒恆星發出嘅光都應該有足夠時間去到地球照光個天
點解?你試想像我哋將宇宙細分成一個個直徑唔同,厚度一樣嘅同心圓球殻。如果我哋嘅宇宙恆星分佈真係均衡嘅話,假設喺直徑為n嘅球殻範圍內有N咁多恆星,咁這層球殻對外直徑兩倍長,為2n嘅一層因爲體積大4倍就會有約4倍更多嘅恆星喺裡面。不過因為2n嗰一層比n嗰層遠咗兩倍,所以嗰層入面恆星嘅光嘅強度喺地球睇會弱4倍。所以加埋一齊直徑為n同2n嘅兩層入面恆星整體總和嘅光度其實係一模一樣,完全冇分別,見上圖。
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