10月11日—夜空為何那麼暗？

夜空為何那麼暗？拜託，這連小學生都知道，當然是因為太陽下山了；月亮本身又不會發光，而星星微弱的光芒也不足以照亮夜空，所以夜才那麼黑啊。嗯，你可能不會想到，這個看似簡單到近乎幼稚的問題，其實遠比表面看起來還要深奧。

是這樣子的，宇宙如果無限大，那麼無論往天空哪個方向望過去，應該都佈滿了發亮的恆星，整個夜空應該被密密麻麻的星星照亮才對啊？你或許會說多數恆星距離我們太遠，光芒過於黯淡才看不見。的確，照度與距離平方成反比，同樣的恆星，遠了兩倍就暗了四倍。不過另一方面，同一視角內的星星數量與距離平方成正比，兩倍遠處的星星數量會有四倍之多，增加的亮光恰好抵消變暗的效應，越遠的區域應該不會越暗才對，但實際上太空背景卻又如此黝黑，究竟是為什麼？

這個疑問也稱為「奧伯斯悖論」，因為這是德國天文學家奧伯斯（Heinrich Olbers）於1823年正式提出的；1758年10月11日出生的他，白天行醫，夜晚觀星，曾先後發現小行星智神星與灶神星。他自己對奧伯斯悖論的解釋是：星際間充滿塵埃，阻擋了遠方的星光所致。但果真如此的話，星際塵埃吸收的輻射能量，恆久累積下來，早就發熱發光，使得整片夜幕泛著亮光了。顯然這也不是真正原因。

其實奧伯斯並不是第一位思考此問題的人。克卜勒在1610年就曾提出類似的疑問，而他認為原因是宇宙並非無限，而是有一定大小。一百年後，哈雷就歸因於遙遠的星體太暗所致，但幾年後，瑞士天文學家迪·薛索（Jean-Philippe de Chéseaux）即計算出前面所說距離的兩種效應彼此抵消，而否定了此一解釋。

也不能怪奧伯斯與諸多天文學大師被這問題打敗，因為「穩態宇宙」這個根深蒂固的觀點注定尋不著正確解釋。得等到1929年哈伯證實宇宙正在膨脹，加上1964年發現的宇宙背景輻射，證實了宇宙大爆炸後，答案才終於揭曉。

原來宇宙並非無始無終，而是有年紀的。宇宙誕生於137億年前的一場大爆炸，但大爆炸並非像一般爆炸那樣物質飛離四散，而是空間膨脹使得星系快速彼此遠離。根據哈伯定律，星系遠離我們而去的速度與它和我們的距離成正比，因此超過某個距離以外的星系，遠離我們的速度就會比光速還快（這並未違反相對論，因為這是空間膨脹的速度，不是星系本身在運動）。於是乎這些星系的光就永遠到不了地球，所以宇宙中只有部分恆星所發出的光會映入我們眼簾，有限的星星無法填滿整個夜空，所以夜空才會那麼暗。

有趣的是，美國作家愛倫坡在1848年的詩作中就寫道：「……，我們只能假設那些看不見（星星）的背景距離如此遙遠，以至於彼處的光線仍無法到達我們這裡。」誰能料到在答案揭曉之前，一位作家的猜測竟比諸多科學家更接近正確解答。