宇宙はなぜ暗いのか？

Question

すごく昔から不思議に思ってることがあります。
どうして太陽の光が照ってるのに宇宙の写真はみんな暗いんですか？
宇宙で太陽を撮ってる写真や映像は一度も見たことがないんですが・・
宇宙船などは、宇宙の光が強烈すぎるから惑星の裏にの太陽光が当たらないところを選んで移動するのですか？

Ganymede · Accepted Answer

昼の空が明るいのは、大気が太陽光を散乱して青く光っているからです。宇宙空間は真空で大気がないため、光りません。地球から一歩出れば、太陽が照っていても宇宙は暗黒です。

スペースシャトル・エンデバーから撮った太陽の写真（NASA提供）
http://spaceflight.nasa.gov/gallery/images/shuttle/sts-68/hires/sts068-060-004.jpg

京都新聞  1998年6月26日
http://www.kyoto-np.co.jp/kp/cop3/special/earth1001.html
> 宇宙飛行士 　毛利　衛さん（中略）
> シャトルから見た太陽は、私の期待と全く違っていた。暗黒の宇宙空間に、
> 不気味なぐらい白く、煌々（こうこう）と輝く太陽は、無機的で生命を感じない。
> ふと地球に目をやると、青白い大気の層が日没でオレンジ色へと変わっていく。（中略）
> 当時、ピナツボ火山（フィリピン）の粉じんが地球全体を覆い、太陽が沈んでも
> 大気は青白く光っていた。（中略）
> 地球を遠く離れたアポロと違って、シャトルが飛ぶのは高度三百キロ。
> 直径一万二千キロの地球と比べれば、大地をほんの少し浮き上がったぐらい。

なお、「夜はなぜ暗いのか？」は、長い間学者たちを悩ませた難問でした。素人なら、「何悩んでんの？  太陽が出てないから当たり前じゃん」で終わりです。しかし、宇宙空間では星々の光がほとんど減衰しないまま届きます。
遠くの星が見えにくいのは、光が途中で散乱して弱まるからではなく、その星が発した光のごく一部しか目に入らないからです。例えば、地球から太陽までの距離を 1、地球から恒星A までの距離を 10 としましょう。また、二つの星の星自体の明るさは等しいとします。この場合、散乱が全くないとしても、恒星A の光は太陽の光の 100分の1 しか地球に届きません（球面の面積は 4πr2 だから）。
そのようにして天文学者たちが詳しい計算をすると、宇宙に何億個もある星の光で、地球の夜空は明るくなるという計算結果が出たのです。しかし、これは事実に反しますね。それでは、「散乱しない」が間違いだったのか？  だが、散乱するなら、宇宙空間自体が光り出すはずです。

この難問は、宇宙膨張とドップラー効果で、ようやく解明されました。宇宙が膨張しつつあることは、単なる説ではなく、観測で確かめられた事実です。また、遠ざかる光源から受け取る光は、ドップラー効果で振動数が小さくなるため、エネルギーが小さくなります。そのようにして計算し直すと、夜の暗さと計算が合うことが分かって、理論的にも裏付けられました。

jumbokeskusu · Answer

まさにオルバースのパラドックスですね。

彼は200年も前にこのような疑問を投げかけました。すごいですね。
現在の理論からすれば、宇宙膨張論で説明できるのかもしれませんが、当時はまだ膨張理論はありませんでしたから。(膨張論自身私は100%正しいのかわかりません）

参考URL：http://www17.ocn.ne.jp/~shittaka/study/paradox/olbers.html

moritan2 · Answer

地球上なら太陽以外の方向を見ても、太陽光が空気中のチリで散乱した光が来ますから明るい空が見えます。しかし、宇宙では太陽の方向以外からは遠くの星の光しかとどきません。逆に太陽を直接見たら、散乱を受けていない太陽光線が直接届くのでまぶしいはずです。

mtld · Answer

発光源の多くは星（太陽）で　小さい物もあれば大きい物もあり光エネルギーも同様に小さい物　大きい物があります　
星のサイズが小さくともやはり　小さい物　大きい物がありますが我々の太陽は標準的サイズと言われております

発光源つまり光を発する星（太陽）の空間密度が極端に低い為と思います

例えば我々の太陽から一番近くの光を発する星迄　4,2光年もあるのです

つまり我々の太陽からの光は10分も掛からない距離ですが　次に近い星からの光は4,2年掛かる距離なのです

更に先述の方が言われる膨張宇宙つまり星同士が互いに遠ざかっている事も影響があるでしょう

ひょっとして”オルヴァースの夜空のパラドックス”についての　お試し？

Scull · Answer

宇宙が広がっているからです。

もしも宇宙が広がっていないと、たとえ何もなくても光はいずれ帰ってきて、宇宙を明るく照らしてしまいます。宇宙が広がっているために、星の光が宇宙を照らし出す事がなく、宇宙が暗くなります。

こういう広がっている宇宙の事を「膨張宇宙」といいます。

Kon1701 · Answer

一言で言えば、何も光を反射するものがないからです。

夜、サーチライトみたいなものを空に向けると光が線のように見えますね。これは、空気中の塵などがライトに照らされ、それが見えるわけです。ですが、非常に空気がきれいで塵がほとんどないとすると、光の線は薄くてほとんど見えなくなってしまいます。

宇宙も同じです。光はありますが、真空に近い状態ですから、光を反射するものがありません。このため、真っ暗になってしまっています。

もし、宇宙空間で何らかの手段で（発炎筒？）煙を出せば、それは白く見えるでしょうね。

宇宙はなぜ暗いのか？

昼の空が明るいのは、大気が太陽光を散乱して青く光っているからです。

まさにオルバースのパラドックスですね。

地球上なら太陽以外の方向を見ても、太陽光が空気中のチリで散乱した光が来ますから明るい空が見えます。

発光源の多くは星（太陽）で 小さい物もあれば大きい物もあり光エネルギーも同様に小さい物 大きい物があります

宇宙が広がっているからです。

一言で言えば、何も光を反射するものがないからです。

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