為什麼無光的時候,宇宙是黑色的?

我相信問得這問題的人，一定心裡有答案的。

為什麼黑夜是黑的呢？在古代的哲學家已經問這問題。可惜要到現代的科學家才能回答，黑夜的黑是因為

1)宇宙在空間上不是無限而是有限的，時間上亦非無限。在有限的時間內及空間中星光當然是有限的。

2)宇宙正在澎漲。令到光出現紅移的現象，而使遠處星光幾無法到達地球所致。

2006-10-31 18:38:12 補充：
在上個世紀初，人們多數都相信宇宙是【恆穩態宇宙】及無限的，但如果真的，科學家們計算過黑夜將是現時太陽的18萬倍光，我們是不能生存在這的(因為會烤濃我們)。所以黑夜是黑也是間接證明現代的物理理論。

2006-10-31 18:56:29 補充：
我們能看到光是因為有輻射產生，而且是要在輻射裡的可見光部份才給我們睇到，有星察物質的地方當然可能可以見到(要在可見光部份)，但其他的地面是不是沒有輻射呢？答案是否的，其他餘下的地方是有宇宙大爆炸產生的【宇宙背景輻射】（2.73K）的，我們看不到只因它遠遠超出我們的(可見光)範圍，所以其餘的地方對我們來說依然是黑色。我有事外出，有問題再問，轉頭再補……

2006-10-31 23:26:27 補充：
噢！食飽飽了，又再回答你的問題…先作更正是【但其他的地(方)是不是沒有輻射呢？】以上的回答是高中級的。如果是初中級的是，其實夜裡我們仰望天空，都會發覺天空並非全黑的，因為我們都住在都市，抬頭望天，滿天都是五顏六色，這稱【光害】，是我們城市的燈光照射天空而成的，我這區是藍色加少少黃，你呢？小學級的是，日間我們睇見的藍色天空，是因為陽光的折射而成(詳情不談因答案經常出現在知識plus裡)，而夜裡月光和星光都不足以折射到整個天空，所以天空是黑的。幼兒級的是，乖朱朱快D訓覺啦，太陽(因為)都落山啦，天都黑(所以)齊啦，聽日仲要上唱遊堂呀，好啦再見啦，再見，再見太陽伯伯…

2006-11-05 10:47:57 補充：
唉！成日打錯字，是【有星(際)物質的地方】

因為無光就是黑色了!
宙的開始和終結

1. 前言

　　宇宙不是永恆的 ,本人認為它是有始有終的。本報告是一份以宇宙的開始和終結為中心的,而宇宙是怎樣開始的?它的終結又是怎樣呢?這些問題本報告都會一 一解釋,現在讓我們揭示宇宙的神秘面紗令我們對宇宙的開始和終結有新體會新的看法吧!

2. 宇宙的起源

　　自古到今中外科學家都研究的問題 ,而在這方面有多種多樣的神話傳說,有一部份人提出是上帝創造了宇宙,又有人說是佛祖創造了宇宙,這些通通稱之為“創造論”,而又有一部份人提出不少的科學假說,其中似天文學家合伽莫夫的“大爆炸宇宙論”為現代宇宙天文學中的代表,也是目前普遍相信的一種宇宙起始理論之一。

3. 大爆炸宇宙論

　　而什麼是 “大爆炸宇宙論”呢? “大爆炸宇宙論”簡單來說就是,大約在一百五十至二百億年前,宇宙曾在一個體積無很小的點中把宇宙間的萬物集結到一個難以想像的地步 ,而當這個點不能再承受它自身的壓力時,就在這時候這個點突然在瞬間爆炸,時間就是在這時開始。

宇宙大爆炸一共可分為三個階段

3.1第一階段(維持了100秒)

　　宇宙大爆炸之後 1秒，宇宙的溫度為100億度 , 100秒後驟降為10億度, 這時宇宙間只有中子 ,質子,電子,光子還有中微子等基本粒子形態的物質。

　

大爆炸發生於一個體積無很小的奇點　　此時開始產生一些基本粒子



3. 2第二階段(維持了幾千年)

　　隨著整個宇宙體系不斷膨脹 ,溫度很快下降 。當溫度下降至 10億度時,宇宙就進入了第二個階段,化學元素就是從這時開始形成的。在這個階段溫度進一步下降至100萬度,這時,早期形成的化學元素的過程程就結束了。宇宙間的物質主要還是質子,電子,光子和一些比較輕的原子核,光輻射依然強烈,而且還是沒有星體存在。

　

由於溫度的下降一些早期的化學元素就於此時產生



3. 3第三階段(直至現在)

　　當溫度降到幾千度時 ,進入第三階段。由於溫度降低,輻射逐步減弱。宇宙間充滿了氣態物質,這些氣體逐漸凝聚成為星雲,再進一步形成各種各樣的恒星系統,然後成為我們今天所看到的五彩繽紛的宇宙。

　

從第三階段開始就有一部份的恒星系統出現



4. 支持大爆炸宇宙論的直接證據

　　每個新的理論最初出道時總是不太受到人們的重視 ,[大爆炸宇宙論]也不例外。但隨著科技的進步,有著足夠的證據證明[大爆炸宇宙論]是正確的,而有一部份的理據能夠直接支持該理論的準確性,分別是哈伯的紅移學說,氦元素的豐度以及3 K宇宙 背景輻射。



4.1哈伯紅移

　　宇宙紅移亦解釋了大爆炸理論 ,因為我們觀察到許多類星體與電波星系有巨大的紅移，套用哈伯定律的說法，是宇宙正在膨脹,而宇宙膨脹正是大爆炸宇宙論的一個預言。



4. 2氦元素的豐度

　　大爆炸發生一秒鐘以後，宇宙是由極高溫的基本粒子組成的，這時整個宇宙處於均勻的熱平衡態。隨著宇宙的膨脹和降溫，其中的一些粒子逐次與其餘部分粒子脫耦。此時產生的核反應使中子和質子聚合在一起，形成氦核，餘下的核子（沒有聚合的質子）自然就形成了氫核。精確的理論計算表明，當時應有 23．6％的物質質量聚合成了氦核。英國皇家格林尼治天文臺對眾多星系中原始星雲的發射光譜進行觀測的結果表明，宇宙中氦的實際豐度為23．5％。這一結果與大爆炸的理論預言極為相符。



4 . 3宇宙的背景輻射

　　大爆炸理論預言，現在的宇宙中應該存在著一種來自宇宙早期的均勻的、各向同性的微波背景輻射，它是宇宙早期的遺跡，頻譜應該符合普朗克黑體輻射公式，溫度約為 3K。後來，兩位貝爾電話實驗室的工程師，在檢測天線接收訊號的雜訊時，無意間發現了這個背景輻射，而證實了這個理論，此後亦為眾多科學家進一步證實。這一結果表明，宇宙早期曾一度處於平衡態，處處都有相同的溫度，而且物質分佈也是相當均勻的,大爆炸之後，宇宙才逐漸偏離熱平衡態。



宇宙背景輻射影像：紅色表示溫度高、藍色表示溫度低



5.宇宙的 終結

　　從上面的哈伯紅 移和宇宙的背景輻射中我們可以得知宇宙是正在以極快的速度膨脹著 ,但在遙遠的將來,到底我們的宇宙將來會怎樣呢?會是一直膨脹下去直至變成真正的'太空' ?還是會膨脹到一定程度下不再膨脹永遠如此?或是會膨脹到引力的極限時變成 “ 大崩陷 ”呢?這就取決於宇宙模型到底是開放的,還是平 坦的 ,或是封閉的 。



5.1開放宇宙

　　(如圖1 – 1所示)若質量密度比臨界值少 , 它會是一個空間曲率為負、馬鞍形的宇宙 , 如果一個宇宙質量不大，引力就不足以降低其膨脹速度， 我們稱之為開放宇宙 。 (如圖1- 1所示) 在開放的宇宙中，膨脹在無限制地繼續著，由於物質不斷散失和離開，黑洞間相撞的可能性也日益減少。這個掠奪者的命運只能是在黑洞蒸發現象中毀掉。



圖 1 – 1



圖 1 – 2



5. 2平坦宇宙

　　假若密度和臨界密度相等，空間曲率為零， 當 所擁有的物質足以使膨脹速度減緩，但又不發生坍縮的宇宙 , 宇宙如一張白紙般平坦而開放的宇宙。 (如圖 2 - 2) 即是說，宇宙是從細小的地區，經過爆炸和膨脹，發展到一個平坦和巨大的宇宙,而後是永不改變直至永遠。





圖 2 - 2

5. 3封閉宇宙

　　假若密度高於臨界密度，它則是一個空間曲率為正 ,球形的封閉宇宙(如圖1-1所示)。在封閉的宇宙中，黑洞不斷吸收物質並且不斷地增大。由於它們越變越大，因此就能找到更近的物質，之後與其他黑洞相撞?生更大的黑洞。最後把宇宙中的物體都吸進去，宇宙中只剩下它們自己。甚至可以說宇宙像是惟一的一個黑洞。但實際上， (圖3 – 2所示)封閉的宇宙有一定的年齡，到一定時期就開始收縮，在宇宙成?單一的黑洞之前，封閉的宇宙就會因收縮而毀滅宇宙會把世上的一切再次帶回到極高溫的”大崩陷”狀態。



圖 3 – 1



圖 3 – 2


6. 總結

　　我們要了解過去的宇宙才可以清楚現在的宇宙 ,再去推敲將來的宇宙,宇宙開始於大爆炸,我想沒有人會異議,言而宇宙的未來就有不同的說法,但宇宙將會怎樣呢?時間會證明一切,我想將來一定會有宇宙學家能夠解釋這些問題,而我將來也要當一位宇宙學家,說不定我就是那位解釋問題的宇宙學家呢!