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標題: 為什麼宇宙大部分是「黑暗和虛無」 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2024-9-6 06:47 AM 標題: 為什麼宇宙大部分是「黑暗和虛無」

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　　你有沒有想過﹐當你抬頭仰望星空時﹐那無盡的黑暗到底有多黑﹖在繁星閃爍的夜空背後是無邊的黑暗和虛無﹐而這個看似簡單的問題﹐卻讓天文學家們困擾了幾十年。
　　科學家們最新的發現並非突如其來﹐而是建立在無數觀測和探測的基礎上。美國宇航局的「新視野號」宇宙飛船自2006年發射以來﹐已經為科學界提供了許多寶貴的發現。最令人熟知的是其在2015年成功近距離飛掠冥王星﹐首次為人類揭開了這個遙遠冰冷的矮行星的面貌。但新視野號的任務並未因此結束﹐它的旅程繼續深入宇宙邁向更遙遠的星際空間。
　　人類對宇宙的探索常常聚焦於那些明亮的恆星﹑星系﹑行星和彗星。它們無疑是宇宙中的「明星」﹐吸引了絕大多數的注意力。然而﹐宇宙並不僅僅由這些發光的天體組成。實際上﹐科學家早已意識到宇宙的大部分區域是黑暗的﹐彷彿永無止境的虛空。在這些區域﹐幾乎沒有光﹐也沒有任何物質存在。這些黑暗和虛無被稱為「宇宙光背景」(COB)。
　　宇宙光背景是一種極為微弱的輻射﹐源自宇宙大爆炸後的最初光芒和歷經數十億年累積的星光。它們幾乎無處不在﹐籠罩著整個宇宙。COB的重要性在於﹐它為科學家們提供了一種獨特的方式來理解宇宙的結構和演化。通過研究COB﹐天文學家可以推測出宇宙中恆星的形成率﹑星系的分佈以及宇宙早期歷史的蛛絲馬跡。特別是在過去的幾十年裡﹐科學家們一直努力尋找一種方法來精確測量這微弱的宇宙背景光。然而﹐地球及其附近環境充滿了各種干擾﹐特別是太陽的強烈光線和星際塵埃的散射﹐使得從內太陽系精確測量COB變得異常困難。
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　　為了克服這些障礙﹐新視野號飛船遠離了地球﹐在長達88億公里的旅程中﹐它前往太陽系的邊緣柯伊伯帶﹐那裡黑暗而寒冷﹐幾乎不受太陽光的干擾。在這個遙遠的星際空間﹐新視野號通過利用自身的遮蔽功能﹐防止探測設備被太陽光干擾並拍攝了數十張宇宙的快照。通過對這些照片的分析﹐科學家們首次得到了關於宇宙背景光的最精確估算。
　　這次觀測的關鍵在於新視野號拍攝的照片極為清晰。這不僅得益於它所處的深空環境﹐更因為它採用了精密的偵察成像儀(LORRI)﹐能夠準確記錄遠離銀河系核心區域的微弱光線。科學家們仔細校準了這些數據﹐並將其與普朗克衛星之前在紅外波段拍攝的宇宙背景光進行對比。經過細緻的篩選﹐去除了來自星際塵埃的干擾﹐最終得出了一個令人震驚的結果﹕「宇宙的可見光輻射強度僅為每球面度11.16納瓦。」。
　　這個結果與天文學家們的預測基本一致。這意味著﹐過去的理論模型(星系的光輸出)是準確的﹐並且沒有遺漏任何顯著的物質或光源。然而﹐這也進一步證實了宇宙的黑暗程度。在這無盡的空間中﹐除了來自星系的微弱光芒外﹐幾乎沒有任何光存在。這個發現使得科學家們可以更加自信地確認﹐宇宙的大部分區域確實是充滿黑暗和虛無的空曠地帶。
　　然而﹐這項研究的真正意義不僅僅在於確認了宇宙的黑暗。它還讓我們對宇宙的起源和演化有了更深入的理解。宇宙大爆炸理論表明﹐宇宙最初充滿了高能輻射﹐隨著時間的推移﹐這些輻射逐漸衰減﹐形成了今天我們所觀測到的微弱背景光。通過對COB的研究﹐科學家們可以追蹤到宇宙中早期星系的形成並推測出恆星誕生的時間和速度。這些數據不僅幫助我們理解宇宙的過去﹐也為未來的探索提供了寶貴的信息。
　　有趣的是﹐雖然宇宙的黑暗被證實了﹐但科學家們並未因此感到失望。相反地這種黑暗為未來的天文研究提供了更多的可能性。通過觀測宇宙的黑暗區域﹐科學家們可以更好地理解暗物質和暗能量的分佈。這些神秘的物質和能量雖然無法直接觀測到﹐但它們的存在對宇宙的結構和演化起到了至關重要的作用。暗物質的引力效應影響了星系的形成和運動﹐而暗能量則被認為是推動宇宙加速膨脹的原因。理解這些未知的現象是未來天文學研究中的重要課題。
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　　「龍星系」﹐宇宙中最黑暗的星系之一﹐它幾乎沒有任何恆星發出的光芒﹐只有少量物質存在。龍星系的發現讓天文學家們感到極為震撼﹐因為在以往的觀測中﹐人們普遍認為星系應該是由大量的恆星組成的﹐而龍星系卻幾乎是一個暗物質的集合體。宇宙中最暗的恆星之一是「WISE J085510.83-071442.5」﹐這顆恆星幾乎看不見﹐表面溫度非常低﹐大約只有200攝氏度﹐相比之下﹐普通恆星的表面溫度通常超過數千攝氏度。
　　在經典電影《星際穿越》中﹐宇宙的黑洞區域被描繪成時間和空間的扭曲之地﹐而黑暗則充滿了未知的威脅。而在一些古老的神話傳說中﹐宇宙的黑暗則象徵著混沌和初始﹐代表著一切生命的起源。科學家們借助現代科技﹐逐步揭開了宇宙的神秘面紗。然而﹐隨著我們不斷加深對宇宙的瞭解﹐新的問題和挑戰也接踵而至。宇宙的黑暗或許不再像過去那樣令人困惑﹐但它依然充滿著無盡的未知。無論是對暗物質和暗能量的探索﹐還是對極端星體的研究﹐都將在未來的天文研究中扮演重要的角色。正如新視野號的旅程一樣﹐我們的探索之路也遠未結束。宇宙的黑暗或許代表著空無﹐但它也是科學家們追尋知識的無盡動力。

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