Descripción general
Con el desarrollo y el progreso de la ciencia y la tecnología humanas, finalmente hemos comenzado oficialmente la exploración del espacio exterior. Aunque a juzgar por el proceso de exploración actual, todavía estamos en la etapa inicial y ni siquiera hemos podido atravesar el sistema solar.
Pero esto al menos prueba la viabilidad de la exploración extraterrestre y aclara la dirección del desarrollo futuro de la humanidad. Además, incluso si temporalmente no podemos realizar el sueño de una nave espacial tripulada para explorar las profundidades del universo, los telescopios espaciales avanzados modernos aún pueden ayudarnos a observar varios cambios en las profundidades del universo.
En particular, cada nuevo descubrimiento casi hará que muchas personas se conmuevan. Sin embargo, muchas personas han pasado por alto una pregunta, ¿por qué el cielo nocturno está oscuro? Esta cosita aparentemente normal esconde una realidad desesperada que nunca imaginaste.
La noche y la paradoja de Oberth
Desde que los seres humanos tienen memoria, se ha acostumbrado a la distinción entre el día y la noche. Pero nadie ha sido capaz de explicar las razones específicas de este fenómeno.
No fue hasta el siglo XVI que Copérnico planteó la “teoría heliocéntrica” en “Teoría del movimiento de los cuerpos celestes”, indicando que la tierra se mueve alrededor del sol, y la tierra misma gira constantemente, que los seres humanos tienen un comprensión simple del día y la noche.
Pero, de hecho, tal teoría solo es aplicable al sistema solar. Si se excede este límite, entonces la rotación de la Tierra tampoco puede explicar la diferencia entre la noche y el día.
Tome un ejemplo simple, cuando hay una fuente de luz y una obstrucción en una habitación al mismo tiempo. Entonces podemos ver un bloqueador brillante entre la fuente de luz y el bloqueador, pero si está en la parte posterior del bloqueador, solo podemos ver una pieza oscura.
Sin embargo, el universo no es solo el sistema solar, la cognición de la gente anterior de los cuerpos celestes del espacio está sujeta al estado general de desarrollo de los tiempos. Hoy en día, ya sabemos que, incluso en la Vía Láctea, hay al menos 100 mil millones a 400 mil millones de estrellas.
Esto es suficiente para probar que esta “habitación” llamada universo es mucho más grande de lo que pensábamos, y la fuente de luz dentro de la habitación es igualmente inconmensurable. ¿Cómo podemos sentir la oscuridad cuando la fuente de luz en la habitación está llena de obstrucciones arriba, abajo, adelante, atrás, izquierda y derecha?
Algunos podrían decir que la fuente de luz está demasiado lejos para que la veamos. Pero, de hecho, los fotones no se absorben ni se pierden en el vacío del universo y pueden viajar a distancias infinitas.
Es precisamente por la existencia de esta característica que la noche oscura a la que estamos acostumbrados es en realidad una paradoja incomprensible. Esta paradoja también se conoce como paradoja de Obers en la astronomía moderna.
En opinión de Obers, mientras el universo sea estable, no importa qué tan lejos esté la luz, el universo entero debería ser un día eterno.
En este estado, la noche ya no existe y el brillo durante el día será tan alto que las personas no podrán abrir los ojos. Con este fin, el astrónomo de Alemania también pensó en las razones de la oclusión de polvo y gas espacial para explicar su falacia.
Esto significa que cuando la luz viaja en el espacio, no puede llegar a la tierra debido a la obstrucción de polvo y gas, por lo que se produce el fenómeno de la oscuridad. Esta explicación parece muy razonable, pero después de que apareció la primera ley de la termodinámica en 1850, era completamente imposible de explicar.
En el universo, la energía dentro de todos los sistemas aislados se conserva para siempre. En este caso, cuando la luz viaja por el universo, incluso si está bloqueada por polvo o gas, aún se manifestará de otras maneras. De esta manera, la noche dejará de existir.
fenómeno de corrimiento al rojo
Para la falacia propuesta por Obers, nadie ha sido capaz de dar la explicación más razonable durante más de cien años. Se ha demostrado que la primera ley de la termodinámica es cierta, pero la aparición de la noche es como un “bache” en un camino sin problemas.
Si no se puede abordar esta “protuberancia”, el camino a seguir para la ciencia se verá inevitablemente obstaculizado. Afortunadamente, a principios del siglo XX, el famoso “padre de la astronomía extragaláctica” Edwin Hubble resolvió con éxito el problema planteado por Obers tras descubrir el fenómeno del corrimiento al rojo. (extragaláctico: espacio más allá de la Vía Láctea)
En 1929, Hubble determinó la distancia de las galaxias y comparó las observaciones dejadas por sus predecesores y descubrió que cuanto más lejos están las galaxias de nosotros, más rápido se alejan de nosotros.
Como un ejemplo simple, cuando estamos caminando por la carretera, todos los que nos rodean se mueven a una velocidad similar. Sin embargo, a miles de kilómetros de distancia, todos se mueven más rápido.
Además, de hecho, la aparición de algunos fenómenos físicos también está en línea con la teoría del fenómeno del corrimiento al rojo. Cuando un tren viene de lejos, el sonido que escuchamos cambiará de débil a fuerte, no solo la distancia disminuye, sino que la longitud de onda se vuelve cada vez más corta.
Si este cambio en el sonido se describe con mayor precisión, debería ser cada vez más “penetrante”. En la astronomía moderna, los fenómenos de corrimiento al rojo se dividen principalmente en tres tipos: corrimiento al rojo Doppler, corrimiento al rojo gravitacional y corrimiento al rojo de todo el universo.
Para estos tres desplazamientos al rojo diferentes, también podemos pensar en ellos simplemente como tres niveles de cambios en el universo. El primero es el corrimiento al rojo Doppler de la capa inferior, es decir, el corrimiento al rojo del movimiento de la fuente de onda.La interpretación específica es:
Cuando la fuente de onda se mueve hacia el observador, la frecuencia de recepción aumenta gradualmente; cuando la onda se aleja del observador, la frecuencia de recepción disminuye gradualmente. No podemos ver fuentes de luz distantes en nuestra vida diaria, y también puede ser representado por esta ley.
El segundo es el corrimiento al rojo gravitacional mencionado en la teoría de la relatividad de Einstein, que está relacionado con el “concepto espacio-tiempo” propuesto por Einstein. Einstein propuso que la velocidad de la luz es la velocidad más rápida del universo y también es constante.
Pero debido a la existencia de la gravedad celestial, la frecuencia de las ondas de luz disminuirá naturalmente. Desde este punto de vista, el corrimiento al rojo gravitatorio propuesto por Einstein puede considerarse como una extensión del corrimiento al rojo Doppler.
Finalmente, está el corrimiento al rojo cosmológico, que fue descubierto ya en 1912 por el astrónomo estadounidense Vesto Sfry. Es que para este fenómeno, el astrónomo no sabe cómo explicar su existencia. Es precisamente por esto que la expansión del universo fue posteriormente probada por Hubble a través de la ley de Hubble.
Redshift y la paradoja de Oberth
Mucha gente no acaba de entender qué tiene que ver el fenómeno del corrimiento al rojo con la paradoja de Obers. Esto se puede explicar desde dos aspectos. La primera es que cuando se transmite la luz, los fotones no se perderán, pero los cambios en la longitud de onda y la frecuencia harán que a los humanos les resulte imposible aceptar la existencia de la luz.
En el universo, las distancias entre las galaxias se miden en años luz. A una distancia tan larga, la luz que podemos percibir será naturalmente muy débil.
Al mismo tiempo, la existencia del sol también “devorará” la luz de otros cuerpos celestes, por lo que la fuente de información más luminosa que podemos recibir en nuestra vida diaria solo puede ser el sol.
En segundo lugar, debido a que la ley de Hubble demuestra que el universo siempre se está expandiendo y que las galaxias que están más lejos se mueven cada vez más rápido que la velocidad de la luz, ya no podemos recibir su luz.
Esto es fácil de entender, cuando dos personas están corriendo en la misma pista, y una de ellas ya está detrás de la otra, la velocidad de movimiento no es tan rápida como la otra y, naturalmente, no hay posibilidad de alcanzar a la otra.
Es que la diferencia con el movimiento de las galaxias en el universo es que las razas humanas están en acción por sí mismas, mientras que los cambios de los cuerpos celestes y las galaxias en las profundidades del universo se deben a la acción del espacio.
Cuando la velocidad de la expansión del espacio es cada vez más rápida, la distancia entre los cuerpos celestes o las galaxias “fijas” en un punto determinado y otras galaxias será naturalmente cada vez más rápida, y nuestra experiencia de observación más intuitiva es la velocidad de movimiento de las galaxias cada vez más rápido. más rápido.
Debido a esto, cuando llegue la noche, sentiremos que el cielo nocturno está oscuro y que las estrellas son solo un número relativamente limitado de cuerpos celestes.
futuro aterrador
Pero aun así, ¿qué tiene que ver con nosotros los humanos? Después de todo, el movimiento de los cuerpos celestes o galaxias en las profundidades del universo nunca ha afectado nuestra vida actual.
Pero, de hecho, si tales cosas continúan existiendo, los humanos estaremos completamente “aislados” por el universo. Este aislamiento no significa que nos hayan expulsado del universo.
Pero a medida que los humanos nos alejamos cada vez más de otras galaxias en un futuro distante, el espacio que podemos observar se volverá cada vez más limitado. Tome un ejemplo simple:
Cuando estamos atrapados en el mar con chalecos salvavidas, si no podemos agarrar los objetos que nos rodean, la vista final será solo un vasto mar.
Además de esto, el físico y matemático alemán Emmanuel Clausius mencionó una cantidad física completamente nueva.
En 1865, esta nueva cantidad física se denominó oficialmente “entropía”. Desafortunadamente, a diferencia de todos los descubrimientos científicos anteriores, todos los científicos consideran que este descubrimiento es el descubrimiento más desesperado en todo el universo.
En la definición física, el aumento de entropía es un cambio espontáneo del orden al desorden.En todo sistema aislado, la entropía cambia y aumenta con el tiempo, y este proceso es absolutamente irreversible.
Con este fin, muchos científicos también dijeron que cualquier teorema científico debe ceder ante el aumento de la entropía. Si hay un conflicto entre cierto teorema y el aumento de entropía, cuando el conflicto no puede explicarse por otros caminos, el fenómeno del aumento de entropía se apoya incondicionalmente y nunca saldrá mal.
Para dar un ejemplo simple, antes de que una computadora no esté en uso, no habrá ningún archivo similar que deba limpiarse dentro de la computadora. Pero si comienza a usarlo, incluso sin su conocimiento, aparecerán programas desordenados.
La diferencia entre diferentes computadoras es en realidad solo la diferencia en el tiempo, es decir, la diferencia en la velocidad de aumento de la entropía. En el vasto sistema del universo, el aumento de entropía también es desordenado e irrazonable.
Al igual que la teoría de la inflación cósmica, es simplemente imposible para los humanos revertir los cambios en este fenómeno. El poder para revertir este fenómeno ni siquiera existe en todo el universo. Solo la intervención de fuerzas externas puede tener la oportunidad de eliminar una cierta cantidad de “entropía” en un corto período de tiempo.
La expansión es irreversible, el aumento de entropía es irreversible, y la tierra en la que vivimos los humanos eventualmente se convierte en una isla, que también es irreversible. En ese momento, tal vez el universo que nos rodeaba estaba lleno de esta materia sin sentido pero existente, y solo podíamos soportarla en silencio.
Epílogo
Nadie pensó que una realidad tan cruel se escondía detrás de la noche oscura. Frente a las leyes del universo, por no hablar de las capacidades científicas y tecnológicas existentes de la humanidad, incluso después de miles de años, es difícil para nosotros tener la esperanza de cambiar el universo.
Los milagros están obligados a existir, pero en este asunto, la probabilidad de milagros es demasiado pequeña. Pero aun así, no tenemos que preocuparnos demasiado.
El desarrollo y cambio del universo tiene sus propias leyes, y nuestro desarrollo humano también tiene su propio camino. En la “Oda al Acantilado Rojo”, dice: “La brisa viene lentamente, pero las olas del agua no se elevan.” ¿Cómo pueden las presiones o los problemas del mundo exterior afectar el progreso del individuo?
