宇宙并不像天文学家想象的那么黑

这可能是您期望在漆黑的一年即将结束时听到的最新消息。但是，这是一群天文学家发现的，它们是使用曾经访问过冥王星的“新视野”号航天器上的相机来测量行星际空间的暗度的。

亚利桑那州图森市国家光学红外天文学研究实验室的托德·劳厄尔说：“外面还有些未知。宇宙并不完全黑暗，我们还不完全了解它的组成。”

空旷的空间距离太阳40亿英里，远离明亮的行星和被行星际尘埃散射的光，其亮度约为劳尔博士及其同事发现的两倍。他说，最可能的解释是，有更多非常微弱的星系或恒星团对宇宙的背景光有所贡献，而不是其模型所表明的。甚至是原本无法分辨的星系中心的黑洞也正在向该空间注入额外的能量。

劳尔博士在一封电子邮件中说，一个不太令人兴奋的可能性是“我们搞砸了，错过了我们应该弄清楚的光源或照相机伪像。这是我最担心的。”

如果是投机的话，一个更有趣的建议涉及所谓的冷暗物质。人们认为宇宙充满了“暗物质”，它的确切物质未知，但其引力塑造了可见的宇宙。一些理论认为，这可能是奇异的亚原子粒子云，它们会放射性衰变或碰撞并消灭，而能量闪烁会增加普遍的辉光。

劳尔博士和他的同事们更喜欢将这种推测交给粒子物理学家。他在一封电子邮件中说：“我们的工作仅涉及测量通量水平本身。” “作为观察员，我们为能够弄清楚该怎么办的人提供这一服务。”

巴尔的摩太空望远镜科学研究所的天文学家马克·波斯特曼（Marc Postman）以及该报告的作者，该报告于11月在线发表。他说：“进行此操作以估算宇宙的总能量含量非常重要，帮助我们了解恒星形成的整体宇宙历史。”

根据记录，他们发现在宇宙周围反弹的额外光量约为每平方米球面度10纳瓦/平方米，是对天空立体角的度量。 （它需要4个球面度来覆盖整个天空）。

劳尔博士将此测量结果与天狼星（Sirius）或一英里外的敞开式冰箱所提供的光量进行了比较。他在一封电子邮件中写道：“为了使其更接近我们所做的事情，您可以考虑躺在床上，在漆黑的无月夜里打开窗帘。” “也许您醒了，凝视着墙壁。当小天狼星（Sirius）清除山脉，或者您的邻居突袭他的冰箱时，我们会看到房间里的光更亮。”

但是，他指出：“您远方的邻居在凌晨三点吃剩的火鸡并不会在晚上把您从眩光中唤醒。”

他说，这项测量有百分之五的机会是偶然的。该误差幅度被称为2 sigma，与发现“ 5 sigma”的金标准相去甚远，即350万个错误中有1个机会。

Postman博士说，该团队的测量仅包括可见波长的光，需要通过无线电，X射线和红外背景测量进行增强。

几个世纪以来，夜空的黑暗一直是以德国天文学家海因里希·威廉·奥尔伯斯（Heinrich Wilhelm Olbers）命名的悖论的根源。大概在无限的静态宇宙中，每条视线都以一颗恒星结束，所以天空难道不应该像太阳一样明亮吗？

但是天文学家现在知道宇宙只有138亿年的历史，并且还在不断扩展。结果，大多数视线不止于恒星，而是终止于大爆炸的衰落辉光上，并且辉光的波长现在如此之长，以至于肉眼看不见，使天空显得暗淡。

累加所有看不见的光是一项不小的壮举。遥远的星系太微弱，无法触发巨型望远镜上最灵敏的探测器，但它们将能量泵入散布在太空中的尘埃和气体中。

新视野号宇宙飞船于2006年1月19日发射升空，并于2015年7月14日由冥王星加速飞行。2019年1月1日，它飞越了Arrokoth（原名Ultima Thule），这是生活在其中的无数宇宙冰山之一。太阳系郊区的柯伊伯带。它仍在继续。

劳尔博士的测量结果基于“新视野号”相机“远程侦察成像仪”中的七幅图像，是在飞船离地球约40亿英里时拍摄的。在那个距离上，航天器远远超出了分散的行星或行星际尘埃的光芒。确实，Postman博士说，再往前走十次也不会产生更清洁的黑暗。

劳尔博士写道：“当您在新视野的望远镜从太阳系边缘出来时，您会问，太空到底有多暗。” “使用相机只是为了测量天空的辉光。”在这种情况下，图像是遥远的柯伊伯带天体。减去它们，以及所有恒星，剩下的就是纯净的天空。

Postman博士说，该相机是“白光成像仪”，可接收跨越可见光以及一些紫外和红外波长的宽光谱光。

一旦研究小组测量了天空背景下的光线水平，他们便不得不求助于数学模型，即在正常的探测极限下潜伏着多少微弱的星系。从他们的测量值中减去该数量后，仍会剩下等量的未知来源的光。

邮差博士说：“就好像您算了地球上所有的人，却把亚洲排除在外一样。”劳尔博士说，这是迄今为止最准确的背景光测量。

这项研究是基于罗切斯特理工学院的迈克尔·泽姆科夫（Michael Zemcov）的早期工作进行的，他的图像分析范围较小，只有四个10秒曝光，而不是195个30秒曝光。

他和他的同事得出了每球面度弧度每平方米约19纳瓦的上限-与劳尔博士的研究结果相同。

泽姆科夫博士在一封电子邮件中说：“这种测量确实推动了我们对仪器以及我们与遥远宇宙之间所有事物的光亮度的理解。” “人们已经提出了各种各样的消息来源，但陪审团仍未确定可能的结果。”

我们看不到的东西可能仍会改变我们对宇宙的理解，但是伊利诺伊州巴达维亚费米国家加速器实验室的物理学家丹·胡珀（Dan Hooper）向罪魁祸首说是罪魁祸首是暗水。他在一封电子邮件中说，他和他的同事们集思广益，没有提出任何新的物理学来解释这种增加的亮点，“除了几个真正的巴洛克式和其他没有吸引力的选择之外”。