原以为,宇宙中有这么多星星亮着是不是太浪费了?第二个问题是宇宙中有这么多恒星,会不会升温?答案是宇宙的温度从来没有上升过。这是什么呢?如果对恒星数量进行平均,每个星系的恒星数量可以达到数千亿颗,那么是否可以说“宇宙是恒星的海洋”?

宇宙中有那么多恒星多到无法计算,可宇宙为什么那么寒冷黑暗?

宇宙间有数不清的恒星,通过核聚变源源不断地向外输出能量,这些能量以热辐射的形式对周围天体“加温”。拿太阳来说,内部温度可以达到5千万度,表面温度也有6500度,而宇宙中比太阳更巨大、更灼热的恒星比比皆是,那么为何宇宙空间还是如此黑暗还冷呢?问题就出在宇宙的物质密度上。我们在网上看到星空的图片,看似五彩斑斓、充满了众多星际物质,其实那是通过天文望远镜,把成千上万光年的许多星际物质,投影到一张平面图片上,实质上这些星际物质之间相隔非常遥远,

据估测,宇宙的平均密度仅为每立方厘米10^(-29)克,也就相当于只有几个质子存在。因此,即使宇宙中有大量的恒星,但与整个宇宙相比,更多的地方是一片“虚无”,无论是光线还是热量,在远距离传输以后都因星际物质的吸收而发生衰减,而这些“虚无”之地,恒星的光和热是很难覆盖到的,故而在我们看来是既黑暗又寒冷,平均温度仅在绝对零度以上3度左右,也就是零下270度。

宇宙中那么多的恒星,为什么不会撞击到一起呢?

首先需要明确的是,星体之间、星系之间、星团之间等都具有非常辽阔的相对距离,相对距离非常之大,它们之间做相对运动,彼此之间的引力达到某种平衡。就拿太阳系来说,八大行星都围绕着太阳作相对运动,而系内行星彼此之间都有一定的距离。总体上来说,行星之间跟太阳之间这个系统,是相对稳定状态的,所以一般不会发生稳定态的行星、星系或星团之间的碰撞。

宇宙中的行星多还是恒星多?

夜空中的点点繁星除了寥寥几颗太阳系内行星外,其余大部分都是和太阳一样会发光发热的恒星对于身处银河系猎户座悬臂太阳系地球上的人类来说,“不识庐山真面目,只缘身在此山中”一直是天文学观测的“痛点”之一,所以天文学家对银河系恒星数量的估计在1000亿到4000亿颗左右,上下浮动可以说是非常之大了,而在以地球为中心半径465亿光年的可观测宇宙中,天文学家预估的星系总量是一万亿左右,但每个星系的恒星总量都各不相同,目前发现的恒星数量最少的星系“赛格瑞2”只有1000颗恒星,而类似IC1101这样的超级星系则拥有多达100万亿颗恒星。

如果我们将恒星数量平均一下的话,基本每个星系的恒星数量都能达到千亿级别,那么我们能说“宇宙是恒星的海洋”吗?答案显然是不能的,因为恒星数量之所以能被估计出来,很大一部分原因是由于它们会自主发光发热所以比较“好找”,也正因为如此,人们往往会忽略自身并不发光发热但在数量却远超恒星的行星们长期观测结果的汇总以及恒星系演化模型的确定让科学家知道了基本上每个恒星都拥有一到两颗行星绕其公转,所以太阳系这种拥有八颗行星的恒星系在宇宙中还是很少见的。

宇宙中有这么多恒星,为什么看上去还有这么多黑暗区域?

这个问题在历史上的叫暗夜悖论,我也是思考了许久才想清楚的,原因是这样的,宇宙是无限大的,宇宙中的发光恒星是无限多的。有人说无限多个恒星发出无限多的光,无限多的光一定把把空间照的通亮,那来的黑暗夜空,其实这个推理忽了一个重要事实,即无限多个恒星分布在无限的宇宙空间中。这就引出了一个问题,平均多大的宇宙空间中有一颗恒星,即恒星在宇宙空间的密度,

这个密度是有限的,也是无限的。在数学中,它表示无穷大除以无穷大。结果是无穷大,常数还是无穷小?事实是,星系团在宇宙中是均匀分布的,星系团中的恒星也是如此,这意味着无限空间中无限恒星的密度大致是一个常数。同样,无限多的恒星发出无限多的光子,无限多的光子分布在无限的空间。光子的平均密度也应该是一个常数。


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