《黑暗与灵魂》：我们来稍作稍作的矛盾

我们来稍作复习。夜空之所以黑暗并非因为宇宙的大小有限；就我们所知，它可能无限延伸。也不是因为遥远的星光过于昏暗；我们看得越远，就能看到愈多的星系，累积起来的光芒足以照亮夜空中所见的银河系内恒星之间的暗处。更不是因为星际尘埃与气体挡住了来自宇宙最深处的光线；只要时间够久，这些挡路的物质便会吸收足够多被阻挡下来的能量而开始发光。这些都不是让夜空黑暗的理由。真正的原因其实比上述各种猜想更简单，也更深刻。夜空之所以幽暗，是因为宇宙是有起源的。

光以每小时超过10亿公里的速率传播，相当于每秒钟绕着地球走7圈半。这个速率同时也是宇宙的速限，没有任何东西可以传递得比光速还快。这并非由于光本身有任何特殊之处，而是因为这个速限其实是时空结构的一部分。光本身不具质量，使它得以用宇宙所容许的极速传播。爱因斯坦1905年提出的第一版相对论，也就是狭义相对论（未来的章节里我们将再度与它邂逅）里，已经将这个现象美妙地呈现出来——或许有些读者已经知道，没错，就是这个理论导出著名的E = mc2关系式。

然而，跟宇宙尺度相比，光速就没那么惊天动地了。我们与银河系内其他恒星之间的距离，已经大到光得耗时数年才能从最近的恒星抵达地球，遑论星系之间的距离了。

正是光速的有限性让我们得以解开奥伯斯佯谬的矛盾。由于宇宙年龄将近有140亿岁，只有离我们够近的星系，光线才会到达地球被我们看到。宇宙扩张则让整件事变得更复杂。当我们认为某个星系在100亿光年之外，意指它所发出的光穿越了100亿年的时空才来到我们这里。在这段期间内，由于该星系与我们之间的距离已经被拉长，真正的距离早已经变成这个数字的好几倍。 200亿光年外的另一个星系则不在我们的观测范围内，它发出的光仍在前来地球途中，我们目前还看不到，无法为夜空增添任何亮度。我们在太空中最远只能看到宇宙年龄所允许的范围。

我们所见的星空其实只是整个宇宙的一小部分，称之为“可见宇宙”。即使透过最强大的望远镜，我们也无法看得比上述太空中的“视界”更远，因为它同时也是时间上的视界。我们眺望得愈远，看到的是愈早的时间点，也就是光源在数十亿年前发射出来的光线；我们看见的是“当时”的影像，而非“目前”的模样。

对地球上的观测者而言，可见宇宙的边缘同时也是宇宙最早的一刻。以下厘清最后一个关于宇宙扩张的微妙之处：即使换成一个140亿年前突然出现的稳态（不扩张的）宇宙，我们依旧无法观测到140亿光年以外的太空。阻止我们看到无穷远的并非宇宙扩张本身。在稳态宇宙里，只要等得够久，来自更遥远星系的光线终究还是会到达我们这里。但在真实的扩张宇宙里，我们之所以无法看到无穷远，是因为在可见宇宙的边缘之外，光速永远无法超越宇宙扩张的速度，就像沿着上行的电扶梯向下走，却不够快一样；宇宙视界以外的光线永远无法到达我们这里。

上一章我曾提到，为了解开芝诺悖论的矛盾，我们需要借助严格的科学方法，不能只依赖抽象的逻辑。不过奥伯斯佯谬第一个正确解答的出现，却是透过直观的逻辑推理而非科学，而且还是出自于最出乎意料的人之手：19世纪美国作家与诗人埃德加·爱伦·坡。

在他40岁过世的前一年，爱伦·坡出版了一本公认最重要且最具影响力的著作，题为《我得之矣：一首散文诗》（Eureka：A Prose Poem）的评论集。这本书改编自他发表的一场演讲内容，副标题为“关于物质与精神世界的随笔”，是一部非凡的作品。它并不是一部真正的科学著作，而是爱伦·坡对于自然定律的直观想法。它可说是爱伦·坡猜想宇宙如何开始、演化与终结的宇宙学论述。他在书中运用的是逻辑推理与大胆猜测，而非具有明确科学根据的构想。例如，他自创关于牛顿万有定律如何解释行星形成与自转的理论，但并不正确。然而，在他的论述中却埋藏着以下著名的片段：

假设星星绵延不绝直到无穷远处，那么天空的背景会呈现均匀的亮光，就像银河一样——整个背景完全没有任何一点不被星星填满。但是透过望眼镜，我们却在四面八方的夜空发现幽暗与虚空。在这种情况下，唯一能让我们理解这些虚空的方法，乃是假设不可见的背景深不可测，以至于尚未有任何来自该处的光线能抵达我们这里。

答案就是它了。第一个正确解决奥伯斯佯谬的不是科学家，而是诗人。有历史学家辩称，爱伦·坡的论述不过个臆测，应该等到19世纪最伟大科学家之一的开尔文爵士在1901年发表完整的计算结果，这个悖论才算真正获得解决。不过开尔文基本上只是提供爱伦·坡构想的数学证明罢了。不论我们愿不愿意接受，爱伦·坡的确答对了。

所以，该怎么回答我们一开始的问题：“为何入夜之后天色会变暗？”答案是，因为宇宙源起于大爆炸。