为什么宇宙大部分是“黑暗和虚无”

你有没有想过，当你抬头仰望星空时，那无尽的黑暗到底有多黑？在繁星闪烁的夜空背后，是无边的黑暗和虚无，而这个看似简单的问题，却让天文学家们困扰了几十年。

科学家们最新的发现并非突如其来，而是建立在无数观测和探测的基础上。美国宇航局的“新视野号”宇宙飞船自2006年发射以来，已经为科学界提供了许多宝贵的发现。最令人熟知的是其在2015年成功近距离飞掠冥王星，首次为人类揭开了这个遥远冰冷的矮行星的面貌。但新视野号的任务并未因此结束，它的旅程继续深入宇宙，迈向更遥远的星际空间。

人类对宇宙的探索，常常聚焦于那些明亮的天体——恒星、星系、行星和彗星。它们无疑是宇宙中的“明星”，吸引了绝大多数的注意力。然而，宇宙并不仅仅由这些发光的天体组成。实际上，科学家早已意识到，宇宙的大部分区域是黑暗的，仿佛永无止境的虚空。在这些区域，几乎没有光，也没有任何物质存在。这些黑暗和虚无被称为“宇宙光背景”（COB）。

宇宙光背景是一种极为微弱的辐射，源自宇宙大爆炸后的最初光芒和历经数十亿年累积的星光。它们几乎无处不在，笼罩着整个宇宙。COB的重要性在于，它为科学家们提供了一种独特的方式来理解宇宙的结构和演化。通过研究COB，天文学家可以推测出宇宙中恒星的形成率、星系的分布以及宇宙早期历史的蛛丝马迹。特别是在过去的几十年里，科学家们一直努力寻找一种方法来精确测量这微弱的宇宙背景光。然而，地球及其附近环境充满了各种干扰，特别是太阳的强烈光线和星际尘埃的散射，使得从内太阳系精确测量COB变得异常困难。

为了克服这些障碍，新视野号飞船远离了地球，在长达88亿公里的旅程中，它前往太阳系的边缘——柯伊伯带，那里黑暗而寒冷，几乎不受太阳光的干扰。在这个遥远的星际空间，新视野号通过利用自身的遮蔽功能，防止探测设备被太阳光干扰，并拍摄了数十张宇宙的快照。通过对这些照片的分析，科学家们首次得到了关于宇宙背景光的最精确估算。

这次观测的关键在于新视野号拍摄的照片极为清晰。这不仅得益于它所处的深空环境，更因为它采用了精密的侦察成像仪（LORRI），能够准确记录远离银河系核心区域的微弱光线。科学家们仔细校准了这些数据，并将其与普朗克卫星之前在红外波段拍摄的宇宙背景光进行对比。经过细致的筛选，去除了来自星际尘埃的干扰，最终得出了一个令人震惊的结果：宇宙的可见光辐射强度仅为每球面度11.16纳瓦。

这个结果与天文学家们的预测基本一致。这意味着，过去的理论模型——即星系的光输出——是准确的，并且没有遗漏任何显著的物质或光源。然而，这也进一步证实了宇宙的黑暗程度。在这无尽的空间中，除了来自星系的微弱光芒外，几乎没有任何光存在。这个发现使得科学家们可以更加自信地确认，宇宙的大部分区域确实是充满黑暗和虚无的空旷地带。

然而，这项研究的真正意义不仅仅在于确认了宇宙的黑暗。它还让我们对宇宙的起源和演化有了更深入的理解。宇宙大爆炸理论表明，宇宙最初充满了高能辐射，随着时间的推移，这些辐射逐渐衰减，形成了今天我们所观测到的微弱背景光。通过对COB的研究，科学家们可以追踪到宇宙中早期星系的形成，并推测出恒星诞生的时间和速度。这些数据不仅帮助我们理解宇宙的过去，也为未来的探索提供了宝贵的信息。

有趣的是，虽然宇宙的黑暗被证实了，但科学家们并未因此感到失望。相反，这种黑暗为未来的天文研究提供了更多的可能性。通过观测宇宙的黑暗区域，科学家们可以更好地理解暗物质和暗能量的分布。这些神秘的物质和能量虽然无法直接观测到，但它们的存在对宇宙的结构和演化起到了至关重要的作用。暗物质的引力效应影响了星系的形成和运动，而暗能量则被认为是推动宇宙加速膨胀的原因。理解这些未知的现象，是未来天文学研究中的重要课题。

“龙星系”，宇宙中最黑暗的星系之一，它几乎没有任何恒星发出的光芒，只有少量暗物质存在。龙星系的发现让天文学家们感到极为震撼，因为在以往的观测中，人们普遍认为星系应该是由大量的恒星组成的，而龙星系却几乎是一个暗物质的集合体。

宇宙中最暗的恒星之一是“WISE J085510.83-071442.5”，这颗恒星几乎看不见，表面温度非常低，大约只有200摄氏度，相比之下，普通恒星的表面温度通常超过数千摄氏度。在经典电影《星际穿越》中，宇宙的黑洞区域被描绘成时间和空间的扭曲之地，而黑暗则充满了未知的威胁。而在一些古老的神话传说中，宇宙的黑暗则象征着混沌和初始，代表着一切生命的起源。

科学家们借助现代科技，逐步揭开了宇宙的神秘面纱。然而，随着我们不断加深对宇宙的了解，新的问题和挑战也接踵而至。宇宙的黑暗或许不再像过去那样令人困惑，但它依然充满着无尽的未知。无论是对暗物质和暗能量的探索，还是对极端星体的研究，都将在未来的天文研究中扮演重要的角色。正如新视野号的旅程一样，我们的探索之路也远未结束。宇宙的黑暗或许代表着空无，但它也是科学家们追寻知识的无尽动力。

作者：zhiyongz

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