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既然星光是亿万年前发出来的,那我们看到的宇宙,都是假的吗?
2021/12/26 17:21:04 | 浏览:293 | 评论:0

不知道大家有没有看过这样一张照片,旅行者一号在奔向远方之前最后一次回望地球、拍回照片。在照片当中,地球渺小得只剩下一个小点儿,这也让人类第一次直观地感受到了自己的渺小。

既然星光是亿万年前发出来的,那我们看到的宇宙,都是假的吗?

微小的地球

人是一种矛盾的生物,明明渺小却向往广阔的天空,我们总想看看这宇宙到底有多大,一睹灿烂夜空背后的真相。

殊不知其实亲眼看到的星光可能都欺骗了我们,因为星光都是亿万年前发出来的,当这束星光抵达地球并投射进我们的眼睛时,它的本体也许已经陨落了。那么,我们看到的宇宙都是“假的”吗?

既然星光是亿万年前发出来的,那我们看到的宇宙,都是假的吗?

宇宙的真假

大家都知道,宇宙各个天体和星系之间的距离是十分遥远的,所以我们常常会使用光年作为计量单位,毕竟光是人类已知最快的速度了。

可是光速再快,传递也需要花费时间,因此,距离我们越远的天体发出的光,想要到达地球就要经历更长的时间。在这段漫长的时间当中,那个天体可能已经消失了,但是这束光抵达地球让我们误以为它还存在,这是否意味着我们“所见皆为虚妄”呢?

既然星光是亿万年前发出来的,那我们看到的宇宙,都是假的吗?

如果因为星光的延迟性,就判定宇宙是假的,那未免也太过偏激了。诚然,我们现在在地球上观测到的天体发出的光都是有“延时”的,这也是没办法的事情,毕竟大家也没有“千里眼”,无法凭借肉眼直接望穿宇宙。只能说,我们看到的是过去的宇宙,至于这个过去到底有多少年,就要看它距离地球的远近了。

以月球为例,除了天气不太好的夜晚,月亮基本都会出现,而且因为它离我们很近,所以相较于其他天体发出的光,它的光点更大更亮。

既然星光是亿万年前发出来的,那我们看到的宇宙,都是假的吗?

但是你知道吗?其实你看到的月光也是有延时的,以月亮距离地球的最远距离405696km为标准,将光速放入其中,就可以得出我们看到的可能是月亮在1.2s之前发出的光。那我们能因为这是月亮之前1.2s之前发出的光就判定月亮就是假的,不存在的吗?显然这种想法是不对的。

此外,许多人应该也听过太阳熄灭之后,地球上的我们要在8分钟之后才能感觉到。这也是因为,光的传递需要时间,不同于月亮,太阳距离我们更远,所以我们接收到的太阳光实际是太阳之前发出来的。即使太阳突然熄灭,地球也不会立即陷入黑暗

既然星光是亿万年前发出来的,那我们看到的宇宙,都是假的吗?

以上我们所说的是时间上的延迟,除此之外,光还会受到宇宙空间的影响。爱因斯坦在相对论当中就有提到过时空扭曲这个概念,光虽然可以在宇宙当中自由地穿梭,却也会受到这一因素的限制。

根据新闻报道,美国的一个国际天文小组利用南极地面望远镜赫谢尔望远镜观察宇宙大爆炸的“余晖”。观察过程当中他们发现宇宙大爆炸的光在传递的旅途当中发生了扭曲,他们称其为B-模式。

既然星光是亿万年前发出来的,那我们看到的宇宙,都是假的吗?

赫谢尔望远镜拍摄到的宇宙

由此可以看出,我们看到的星光不仅是延迟的,它的形态受光传递时的扭曲影响可能也发生了变化。换言之,想要直接通过肉眼看到“真实的本体”是不太可能的,“眼见为实”这个道理好像并不适用于观测宇宙。毕竟宇宙实在是太大了,我们眼见的范围又十分有限,二者之间巨大的差距使得大家观测到的东西势必与本体之间有偏差。

所以,通过相关的解释我们就能够回答文章开篇的问题了。虽然星光都是亿万年前发出来的,那颗星星可能也已经不存在了,但却不能说我们看到的那颗星星或者说是宇宙就是假的。因为它在过去是存在的,哪怕现在消失了,也不能抹掉它存在的痕迹,而这束光的到来就是它曾经存在于这个宇宙最好的证明。只要存在过,那必定都是真的。

既然星光是亿万年前发出来的,那我们看到的宇宙,都是假的吗?

光速与光年

其实在宇宙当中存在着七彩斑斓的光,不过我们用肉眼能够看到的实在是太少了。所幸现在科学家可以借助各种设备观测到这些光,还可以依照光的某些性质计算出那些天体和我们之间的距离。可以说,光速的发现和确定,对于宇宙的观测而言具有非凡的意义。

光速指的是电磁波或者光波在真空和介质当中传播的速度,当然因为宇宙的环境是真空的,所以我们一般以光在真空中传播的速度为定值,约为299792458m/s,一般会四舍五入取30万公里/秒

既然星光是亿万年前发出来的,那我们看到的宇宙,都是假的吗?

真空当中传递的光速是人类已知的最大速度,并且光速与观测者相对于光源的运动速度是没有关系的,换句话说发出星光的那颗星星,不论它是静止不动的还是在加速狂奔的,我们测得的光速都是相同的。这个定量对于我们的观测而言也很有意义,毕竟如果各个数值都是变量,那人类可能永远也测不出一个准确的尺度。虽然现在也无法非常精确,但是偏差不会太大。

在17世纪之前,人类就已经开始探索光速了。但是那时的探测设备十分有限,所以一般认为光速是无限大的,大家可以假想一下,如果光速是无限大的,那么我们看到的星光就没有“延时”了,但是光投射进眼睛成像还是需要时间的,不过相较于前文的超长延迟,这个时间可以忽略不计。

既然星光是亿万年前发出来的,那我们看到的宇宙,都是假的吗?

光的探索历史,就这样从17世纪一直进行到19世纪。得益于科技的不断进步和发展,人们使用的测量方法和工具也更加高级,如克尔盒、谐振腔、光电测距仪等等。在这种尝试下,1983年的国际计量大会,终于将真空当中的光度定为了精确值,从此“光速”成为了我们日常生活中经常听到的准确定量。

确定了光速的基本数值以后,作为长度单位的光年就横空出世了光年常常被使用在计量天体距离当中,从字面上解释就是光在真空中沿着直线经过一年时间的距离,这样看有些拗口。换句话说,就是有一束光在宇宙当中奔走了一年终于到达地球了,我们探索它的光源时就会发现那里距离地球有1光年。

既然星光是亿万年前发出来的,那我们看到的宇宙,都是假的吗?

因此光年是一种长度单位,是描述距离的。大家千万不要将它和一瞬间、一刹那等混淆了。

根据计算可得,一光年的距离等于9460730472580800米。目前人类制造出的飞行速度最快的物体是Helio-2卫星,它每秒可以飞行70.22千米,如果以这样的速度飞行1光年的距离大概要花4000年的时间。

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Helio-2卫星

太空望远镜和射电望远镜

虽然光速相对于宇宙的尺度而言,慢得就像是一只蜗牛,但是人类还是把光当作宇宙当中最棒的信使。因此为了更加清楚准确地观测到它们,人类制造出了很多的工具,望远镜就是必不可少的。

因为地球的大气层会影响光的形态,而且地球上的光污染和天气影响,都会使我们的观测不够准确,因此太空望远镜就诞生了。这种望远镜一般不在我们的地球之上,而是被发射升空,直接在大气层外观测,它可以最大限度地收集光线,即使很远的天体发出的光线也可以被它捕获到。

既然星光是亿万年前发出来的,那我们看到的宇宙,都是假的吗?

哈勃望远镜

大家最熟悉的太空望远镜应该就是哈勃望远镜了,毕竟在它服役的这些年间,向我们传回了无数宇宙星空的照片,其中那些绚丽的星云让人心生向往。哈勃望远镜的位置在距离地表600米左右,它不仅可以观测还可以直接立刻完成分析和数字处理。

此外射电望远镜,虽然无法像太空望远镜那样向大家展示宇宙的图片,却也是宇宙观测当中必不可少的工具。它的作用主要是测量天体射电的强度和频谱等数据,就像代表地球的“信号接收员”一样。自从出现,它发现了脉冲星、类星体、宇宙背景辐射等天文学重要发现,属于研究观测天体射电波的基本设备。

既然星光是亿万年前发出来的,那我们看到的宇宙,都是假的吗?

“中国天眼”

宇宙尺度下的距离测量

在我们普通人看来,仅仅是观测到了星光就足够了,即使大家知道了那束光是天体过去发出的,也不会想要去探索它距离我们有多远,毕竟尺度实在是太大了。但是术业有专攻的天文学家们就一定要解决这个问题,他们想要制造出一把“尺子”来量一量我们和其他天体的距离,只有这样我们才能精准定位它们,不论是以后发射探测器实地考察还是登陆,都要确定地点。

造父变星就是衡量宇宙的一把尺子它本身是一种具有准确周期性广编的经典变星,但是科学家法系造父变星当中的内禀光度和光变周期是成正比的。所以掌握了星云当中造父变星的光变周期就能计算出它的绝对光度,再加速光子流量计算,就能测量出距离。

既然星光是亿万年前发出来的,那我们看到的宇宙,都是假的吗?

通过造父变星绘制的银河系

1924年,哈勃在威尔逊山天文台使用当时世界上最 大的望远镜—Hooker望远镜观测了室女座星云和三角座星云中的造父变星,由此确定银河系外别有洞天。

宇宙当中的其他信使

其实除了光以外,宇宙当中仍然有不少传递信息的信使。我们从开始仰望星空,根据肉眼的可见光来获取信息再到发明望远镜,能够观测到天体发出的电磁波,经历了很长的时间。所幸,这些年的科技发展迅速,技能全面提升的人类发现了电磁波,宇宙射线、引力波等都可以帮助我们观测宇宙。

宇宙射线为例,作为一种带电粒子流,它携带着高能天体的部分信息,是非常有价值的。目前世界上对于带电粒子流都有进行观测,我国也不例外。

既然星光是亿万年前发出来的,那我们看到的宇宙,都是假的吗?

宇宙中最古老的光

亿万年前的星光在大家看来可能已经非常古老了,但其实它们真的还算是比较年轻的。宇宙当中最古老的光,是当年宇宙大爆炸留下的“余晖”。通过宇宙微波背景辐射图我们可以看出,那场爆炸的电磁辐射直到今天依旧存在,不过这些光以我们的肉眼是无法看见的。

既然星光是亿万年前发出来的,那我们看到的宇宙,都是假的吗?

宇宙微波背景辐射

通过这些古老的光,我们能够得出宇宙现在的年龄约为138亿年。这或许就是光速延迟的好处,能让我们时隔这么久依旧能看到宇宙诞生时的余晖,所以光实际代表着有关于过去的信息,这些信息都是真实的,从而证明宇宙也是真实的。


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