夜空为什么看起来是黑色的？

　　宇宙之广大，实在令人难以相信渺小的人类可以一探其奥秘。宇宙学成为一门量化科学，也只是最近五十年的事。不过，未受过科学训练的人们其实只要仰望天空，也可以思考一个困扰了人类几个世纪的问题。读小学甚至幼儿园，初次接触天文或望向夜空时，相信我们都会有这疑问：＂为何有夜晚？为何天空夜晚是黑色的？＂不知道大家现在（长大后）知道这个问题的答案与否呢？
　　当有人问你：＂晚上天空为什么是黑色的？＂大多数人都会认为，是因为太阳下山了，所以晚上没有阳光，当然是黑色的。但是，有人会反驳，晚上也有很多星星会照亮天空，所以晚上也应该是明亮的才对。究竟，夜空为什么是黑的？
　　关于这个问题，古时候的天文学家也讨论过。从最早十六世纪，有系统的探讨黑夜问题的天文学家，提出星星三大运动定律的克卜勒（Kepler，1571-1630），他说，只要宇宙是有限的，那么夜晚一定会是黑色的。到公元1826年天文学家奥伯斯提出的夜黑问题，又被称为奥伯斯谬论（Olber’s Paradox）。一直到二十世纪，因为科技、仪器的发达，对于晚上天空是黑色的探讨终于有比较明确的解释。
　　夜黑问题是建立在几个背景假说之下的：宇宙无限大。星星均匀分布在宇宙中。星星都会发光。越远的星星，看起来越暗。
　　基于这些假说之下，我们可以推论，因为宇宙是无限大，而且星星均匀分布，那么我们在夜晚从地球望向太空时，无论往那个方向，那个缝细看，应该都会看到星星，所以夜晚的天空应该是无限明亮的才对。就像我们从远处看森林一样，森林里，树木是错开生长的，但是层层叠叠，当我们从远处看时，前排的缝隙之间，会有后排的树木，以致于我们从远处看到的森林，是一大片的绿色。
　　这样推论出来的结果，却跟我们实际上的情况不同，原因是什么？
　　奥伯斯针对此，提出两个问题：宇宙的体积跟星星的数目到底有有限或无限？星星在宇宙中，为何不会因为万有引力而聚集在一起？
　　他推理，如果宇宙无限，则星星也是无限的，如此一来夜晚天空应该要是明亮的，但实际情况却相反，因此宇宙应该是有限的。而若宇宙是有限的，星星也会是有限的，那么照理来说星星应该会受到万有引力影响而吸引到一块，不会分布在宇宙中，所以宇宙是无限的。奥伯斯的推论前后造成的矛盾，才被称为奥伯斯谬论（Olber’s Paradox）。
　　最直接解决欧伯斯佯谬的方法，当然是推倒以上的假设。相信不少人已经听说过所谓的＂大爆炸＂理论：我们的宇宙的确有一个时间和空间上的起点。由于光速并非无限大，而星体也不是自由拥有的，所以远方星体发出的光线经过一段时间（几百万年以上）才渐渐抵达地球。我们看到的星星，其实只是广大宇宙组成的一小部分远久以前的模样。＂大爆炸＂的观察实证，终要等到1964年才被发现；光速有限的理论，也只是在1905年才作为狭义相对论的基础提出。一个困扰了人类几百年的佯谬由此被破解。
　　目前，科学家的研究可以完整解释黑夜问题的有下列几项：哈勃（Hubble）利用星系间的红位移效应，或者称为多普勒效应知道，宇宙正在膨胀当中，可以推论宇宙是有限的。因为红位移效应，减低了远方星系的亮度。宇宙膨胀会造成背景辐射，因为背景辐射的不均匀分布，成为星系分布的重要指标，我们知道星系在宇宙中的分布也是不均匀的。
　　由于光速在真空不变，光的波长变长亦即是说光的频率变小了，所以亦即能量变小
　　这是目前较被接受的解释，不过虽然我们肉眼看到的夜晚是黑的，利用其他波段照射夜晚天空的结果，可是一片明亮的呢！