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亨利希·奥伯斯
1820年,奥伯斯六十二岁时,他在把自己的时间同时花在医学和天文学上之后,放弃了医学,完全投身于天文学研究。他在这一领域已经出名,主要是因为确定彗星轨道和发现小行星,并且受到大数学家贝塞尔的器重。但是,后人知道奥伯斯的名字,主要是因为他在1823年发表的一篇题为《论宇宙空间的透明度》的争论文章。这标题微不足道,使人无法看出文章内容的重要性。这篇文章在当时几乎没有引起注意,要等到二十世纪五十年代,邦迪和戈尔德关于宇宙大爆炸的辩论才使人注意到这篇文章的重要性。这个问题可以十分简单地表达出来,虽然奥伯斯并没有这样做:一个亮星均匀分布的天球的星体数目随着它半径的立方而增加,而一个天体的视亮度只是随着它和观测者的距离的平方而降低。一个布满星体并将观测者笼罩其中的天球的亮度随着它的半径而增加,如果它的半径无限,夜里的天空就会像白昼的天空那样明亮。人们可能以为提出这个问题的人主张宇宙有限,但实际上并非如此:奥伯斯断言宇宙无限。这个问题成了他的一个谜。他认为要解开这个谜,就得假设宇宙空间会吸收光,虽说吸收得不多。
在思考了对人来说大和小有相对性之后,奥伯斯企图总结出天文观测者能够看到的距离。
太阳和我们地球之间的距离已经如此巨大,以致人们为了使它的大小更容易想象出来,就去计算一颗炮弹穿过这段距离所需要的时间!另外,每个恒星都是一个太阳,离我们最近的恒星的距离如此之大,与此相比,地球和太阳的距离几乎可以忽略不计。这样的恒星数目众多,大小各异,能被我们的肉眼看到的,大至明亮的天狼星,小至六等星或七等星,在无云的夜空,最敏锐的目光只能隐约发现六等星或七等星的存在。这些小星中的许多星可能比那些看起来比较大的星来得小,但是星看起来比较小,大多数是因为它们距离较远,我们可以用肉眼看到比一等星远十二倍至十五倍的星。使用的望远镜越是精良,可以看到的星就越多,就可以看到更小的星。不管如何困难,我们的理智还是应该清楚地设想出遥远的距离和巨大的空间,使赫舍尔能用巨型望远镜观测到那些比天狼星或大角星远一千五百倍乃至几千倍的天体。但是,现已去世的赫舍尔的敏锐目光是否已达到宇宙的边缘?他的目光是否已接近宇宙的边缘?谁能相信这点?空间是否无限?它的边缘能否想象出来?是否能想象无限、万能的上帝会让这无限的空间空无一物?
(《论宇宙空间的透明度》,J.梅洛-庞蒂译,319—320)
很有可能,我们装备精良的目光发现的不仅是空间的这个部分,而且是散布着那些太阳的整个无限空间。
于是,人们立刻强烈反对。如果在整个无限空间中真的有一些太阳,它们之间的距离几乎相等,或者它们分布在一些银河系之中,那么,它们的整体是无限的,整个天就应该像太阳一样亮。我设想,从我们眼睛出发的任何一条线,必然会遇到某个恒星,因此,天上的任何一个点都应该向我们射出星光,即太阳光。
(《论宇宙空间的透明度》,321)
这是否是摈弃宇宙无限论的一个理由?
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