既然宇宙有那么多星星，为什么晚上天空还是黑色的？ 第1页

奥伯斯佯谬？？？

NO！

200年前人类的困惑早已被解决。

现代的膨胀宇宙模型里，奥伯斯佯谬已经不存在。主要原因就是宇宙膨胀，导致的恒星距离我们过远。

其它所有因素都是次要的。

夜空中所有恒星的总亮度，只相当于一颗金星。

而1000颗金星的亮度，才相当于满月的亮度。

55万个满月，才相当于太阳的亮度。

茫茫星海，渺如沙砾。

R136a1是迄今为止发现光度最高的恒星：

它的光度达到太阳光度的871万倍，也有一些文章常常称，R136a1是太阳亮度的871万倍。

但实际，光度和亮度还是有差别的。

光度（L）是一个恒星单位时间释放的总能量，相当于恒星的总光通量（Φ）。

一个恒星的亮度，既受到我们与恒星距离的影响，也受到恒星所含可见光谱的比例。

像R136a1这样的超大质量恒星，释放了大量的高能射线，它的可视光度，实际是太阳的15万倍。

对于一个相对均匀的发光体星体来说，它发出的光，飞出单位距离 r 之后，光是均匀分布在球面上的。

而球面面积：

那么，在距离 r 处的一颗行星，所能接收到的照度：

照度是单位面积上所接受光的光通量，而可见光的照度，才相当于我们眼睛能看到的亮度。

从公式可以看出，当恒星光度、以及光谱成分相对恒定时，星体的亮度与我们与它距离的平方成反比。

就拿我们的太阳来说:

太阳的光度

日地距离

当太阳垂直照射地球时，地球大气顶界的理论照度是：

这又被称为太阳常数，直接反应了地球从太阳接受的单位面积上的光强度大小，与亮度正相关。

接下来再看看R136a1的情况：

它距离地球165000光年，这个距离是什么概念呢？

为了方便，天文学中引入了天文单位的概念，也即，一个日地距离。

那么，一光年就相当于63241.0770843个天文单位，也就是6万多个日地距离。

易得，165000光年相当于104.35亿个天文单位。

R136a1对地球的照度 ，与太阳的照度 有如下关系：

代入数据，得到：

也就是说，地球接收到的R136a1的照度仅仅只有太阳的12.5万亿分之一。

可视照度（亮度）更是低到太阳的726万亿分之一。

R136a1位于大麦哲伦星系蜘蛛星云中，整个大麦哲伦星系拥有100亿颗恒星。

不过，宇宙中黄矮星和橙矮星占了绝大多数比例，大质量恒星只是少数。整个大麦哲伦星系，对我们的照度也仅仅只有太阳常数的100亿分之一。

• 南半球能肉眼观察到麦哲伦星系，但由于很分散开来，所以它整体上看起来较暗。

至于更远的星系，我们已经肉眼看不见，给天空的亮度贡献，几乎为零。

虽然可观测宇宙的恒星总数多达700万亿亿颗，但它们与我们的平均距离就有200多亿光年。这就造成了银河系之外的，这些所有恒星的总亮度加起来，都远远不及一个大麦哲伦星系。

这也就造成了，我们夜空能看到的所有恒星，都在银河系内部。

因为距离太远，恒星的亮度大大衰减。

实际，哪怕在银河系内，我们也仅仅只能看到6974颗恒星。

而整个银河系的恒星多达1500亿颗，我们肉眼可见的恒星，所占比率甚至不到2000万分之一。

银河系直径10万光年，但我们肉眼可见的恒星，绝大多数都分布在3000光年范围以内，主要在猎户支臂内部。

那么，我们能看到的所有星星，亮度都是多少呢？

我们能看到的6等星，总计4840颗。

星等和亮度之间是可以互相换算的，存在指数关系：相差星等1，反应在亮度上是 倍。

太阳的视星等为-26.74，那么6等星的等级比太阳大32.74。

那么，亮度则只有太阳的

得出，一颗6等星的亮度，仅仅只有太阳的10万亿分之一。4840颗6等星，全部加起来也只相当于太阳亮度的25亿分之一。

我们能看到的5等星，总计1476颗，每一颗的亮度约太阳的5万亿分之一，全部加起来相当于太阳亮度的33亿分之一。

4等星，458颗。每颗亮度约太阳2万亿分之一，全部亮度相当于太阳43亿分之一。

3等星，134颗。每颗亮度约太阳8000亿分之一，全部亮度相当于太阳59亿分之一。

2等星，46颗。每颗亮度约太阳3000亿分之一，全部亮度相当于太阳68亿分之一。

1等星，及其以上只有21颗，织女星为中位数，天狼星为上限。

平均亮度约太阳1000亿分之一，全部亮度相当于太阳20亿分之一。一等星中，除了天津四达到1800光年外，其它全部在700光年范围内，半数在50光年以内。

也就是说，在一个观星质量一般的星空之夜，我们视野所及的最远位置，可能仅仅只有宇宙可观距离的10亿分之一，仅仅只是银河系尺度的2000分之一。

我们再来，单独看看夜空中最亮的恒星——天狼星：

它的光度是 ，距离我们8.6光年。

容易计算出，它对地球的照度为： ，也即太阳照度的114亿分之一。

• 按天狼星视等星（-1.45）换算，可以计算出，它是太阳亮度的130亿分之一，和照度关系相差不大。

它的亮度正好和大麦哲伦星系差之不远，当然，点光源自然看起来更亮。

单纯从这个数据，我们还感受不了天狼星有多亮。

我们不妨把所有单个可见恒星的亮度全部加起来：大约相当于太阳亮度的6亿分之一。

也就是说，一颗天狼星的亮度，就占了夜空中所有恒星亮度的20分之一。

但哪怕天狼星这么亮，却远远比不上太阳系内最亮的行星——金星。

金星的视星等最高可达到-4.9。

那么，它的亮度则为太阳的 倍。

也即，是太阳亮度的5亿多分之一，可达天狼星亮度的24倍，超过整个夜空中的所有单个可见的恒星总亮度。

也就是说，所有恒星打不过一颗行星。

当然，太阳系中其它行星的亮度加起来，也仅仅只有金星的1/2，其中木星和火星的最亮，约分别达到金星的1/2左右。

虽然理论上来说，太阳系所有行星亮度加起来，差不多所有单个恒星总亮度的2倍。但所有行星并不是同时到达最大亮度，所有二者实际情况大多差之不远。

虽然，我们计算了银河系单个可见恒星，但其实还有一个巨无霸没有考虑。

那就是，横跨上万光年的银心。

虽然我们肉眼无法分辨银心的单个恒星，但所有恒星加起来的亮度，却是相当客观。

那么，整个银心，能够提供多大的亮度呢？

而太阳系距离处在银河系较边缘的位置。

虽然银河系的恒星多以千亿计，但绝大多数都没有太阳亮，总亮度大约是太阳的150亿倍。

不过，银心拥有绝大多数的超大质量恒星，占了绝大多数的光度。

我们估值为100亿 。

增加上受到引力透镜、银心大质量黑洞、星际分子云的影响，能飞出银心的可视光子占比50%。

那么就是50亿 。

太阳系距离银心2.5万光年，容易计算出，银心对地球的总亮度，大约也是太阳的5亿分之一。

从数据对比我们也能看出，虽然很多时候，我们晚上总是无法看见银心，但银心提供的总亮度，其实相当于金星最亮的时候，或者所有单个可见恒星亮度的总和。

但由于银河系是分散开来，横贯天空，局部亮度是很低。所以，它最亮的位置，仅仅相当于5.1星等。天气稍微差一些，就完全看不见。但对于五六等星来说，由于比银河亮度更低，所以这些恒星主要分部在银心背景之外。

银河系的示意图可能会因为现实中对火光的刻板印象，从而让人以为银心会把整个太阳系照亮，但实际比起太阳系自身的光芒，实在是弱小太多太多了。

当然，夜空所有行星和恒星的总亮度，这些都远远比不了我们的卫星——月亮。

月亮不同时期的视星等，一份模拟数据如下：

初一：0.31 初二：-4.46 初三：-6.62
初四：-7.91 初五：-8.83 初六：-9.54
初七：-10.13 初八：-10.62 初九：-11.03
初十：-11.40 十一：-11.71 十二：-11.96
十三：-12.17 十四：-12.31 十五：-12.39

从初三开始，月亮的总亮度便达到了太阳的一亿分之一，相当于整夜所有发光星体亮度的2倍

也就是说，从初三之后，晚上的星空亮度，受到月亮的绝对影响。

而到了满月，已经是太阳的1/55万分之一。这相当于夜晚所有发光星体亮度的200倍。

一般来说，地面反射约4%的总光照。

再射入人眼的光通量，与瞳孔和身高的比值有关，约1%比率。

易得，地面反射的亮度大约是太阳亮度的1400亿分之一，相当于一颗一等星。

所以，满月的大地，在我们眼里总是银白银白的，甚至比天上的星星还亮。

而大气散射向地面的光线占比12%，进入人眼的光线多少，和散射角度有关。

月亮附近的散射光，更多的进入人眼，亮度远远超过一等星。所以，夜空中距离月亮越近的位置，也越不容易看到其它星星。

总之，月亮就是夜空一霸，秒杀其他所有发光星体。

最后总结一下题主的问题：既然宇宙有那么多星星，为什么晚上天空还是黑色的？

太阳之外的其它恒星距离我们太远，光度再高，亮度都极低。距离，造成天空是黑色的主因。

其它的影响因素有，黑洞等大星体的干扰、星际物质和大气的遮挡等等，但这些都在于其次。

毕竟，哪怕其它恒星的总亮度能增强到满月的十分之一，无月夜空也不会现在这么黑。

例如，把R136a1放在比邻星的位置，效果绝对可观。