尽管宇宙充满了恒星，但为什么太空还是如此黑暗？
人们把“有无数恒星也无法点亮宇宙的黑暗”这个著名的猜想称为奥尔伯斯悖论。 这个猜想是德国天文学家海因里希·奥尔伯斯（Heinrich Wilhelm Olbers）在19世纪初首次提出的。他认为，如果宇宙是无限且静态的，那么在任何方向上我们的视线最终都会遇到一颗恒星，使得整个天空都应该被照亮。然而，实际上，夜空并不是亮得如同白昼。 天文学家估计，我们所在的可观测宇宙中大约有2000亿亿颗恒星。其中许多恒星与我们的太阳一样明亮甚至更亮。既然有如此众多宏大的发光体，那么为什么太空并没有被耀眼的光芒填满呢？ 大多数人第一个想法可能是，这是因为宇宙中的大多数恒星距离地球都相当遥远。当然这个问题确实存，因为每当恒星距离远 10 倍，它看起来就相对会变暗 100 倍，距离地球越遥远的恒星理论上也就越暗淡。但事实证明，宇宙背景如此黑暗的原因并没有这么简单。
简单来解释一下。 假设可观测宇宙的年龄真的是138亿年，那么即使是最遥远的恒星发出的光到达地球也需要非常久的时间。在这个假设的基础上，如果宇宙中的所有恒星都没有移动，那么接下来会发生什么呢？ 你可以把宇宙缩小想象成是一个以地球为中心的超大气泡。这个气泡的直径大约为 10 光年，如果在这个小型的可观测宇宙中包含大约十二颗恒星的话。在几光年之外，许多恒星从地球上看起来就已经是相当暗淡的了。 如果继续将这个气泡扩大到1000光年、100万光年甚至是10亿光年，那么气泡中最远的恒星看起来也就会更加暗淡。 但随着气泡不断加大，其中的恒星的也会有越来越多。假设它们从诞生就没有熄灭过，那么尽管最远的星星看起来越来越暗。但当恒星数量的增加，光线还是会不断向四周扩散，这时整个夜空看起来应该非常明亮，可现实却正好相反。 所以这就引发了另一个问题，在这个想象的气泡宇宙中，是否所有的星体都是静止的？
在天文学的发展中，人们逐渐发现了宇宙实际上是在膨胀的，所有的星系其实都是在以光速远离彼此。 由于星系移动得如此之快，恒星发出的光就变成了人眼看不到的颜色。在光学中，如果光源向观察者靠近，光的波长会变短，频率会增加，导致光谱线向蓝色偏移（蓝移）。相反，如果光源远离观察者，波长会变长，频率减小，导致光谱线向红色偏移。 这种效应称为“多普勒频移”。所以，即使光线有足够的时间到达你身边，但你的眼睛仍然看不到这些来自最遥远恒星的光芒，所以我们眼中的夜空也就不会完全被照亮。 随着时间推移，最终所有恒星可能都会全部燃烧殆尽，像太阳这样的恒星只能持续大约 100 亿年。天文学家假设，在遥远的未来大概一千万亿年后宇宙将变得更加黑暗，因为那时可能只剩下暗淡的白矮星和看不见的黑洞这些恒星的残骸。 尽管我们的夜空并没有完全被照亮，但我们生活在宇宙生命中一个非常特殊的时期，天空中充满了光明与黑暗。 很幸运能够观察这壮观繁复的夜空。