为什么137亿光年远的地方,望远镜一眼就能看到,而不是多少年才能看到呢?

月亮湾1876123


因为那里的光子(电磁波)已经来到地球了,并且只要137亿光年之外的天体还存在,那里的空间膨胀速度没有超光速,那么就会一直有持续不断的光子(电磁波)流射向地球。



在地球上的人类只需要用望远镜接受这些光子(电磁波)即可,于是我们就看到137亿光年之外的宇宙了。

简单理解,可以把光子(电磁波)流比作雨滴,在已经下雨的时候(在137亿光年之外的光子已经到达地球),而在我们用盆之类的器皿去盛雨水时,就能立马盛到雨水一样(望远镜接受到光子),而不需要什么时间。

另外,太阳的光本来是需要八分钟才能到地球被你我看到,但我们为什么一抬头就能看到太阳?


原因不就是在我们抬头看太阳之前,它八分钟以前的光就到地球了,并且只要太阳一直在,它的光子流就有一直射向地球的,我们就能一直看到它。

但是,我们看到的它,都是八分钟以前的太阳。

137亿光年之外的宇宙也一样,可能那里的天体已经停止发光了,但它们之前产生的光子却还在朝地球奔来的路上,只有最后它产生射向地球的光子也被我们用望远镜接受到了,后续没有来自它持续的光子,我们就认为它已经不存在了。


而实际上,它可能在连地球都没诞生就已经从这个宇宙中消失了。

《时间简史》里有这么一句话——“ 望远镜犹如时间机器,我们看到的是宇宙的过去 ”,说的就是这样一个道理。

总之,这个问题仔细想想就能懂的,不要乱了逻辑,把自己绕晕了。

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挡不住的熵增


这是一个常见的误区,所谓望远镜一眼就能看到多少亿光年远的地方,实际上还是一“眼”看到。由此一些人前赴后继的硬要说眼光超过光速。

告诉这些同学们一个简单的道理,就是那个137亿光年远的地方,看到的那个天体今天爆炸了消失了,这个爆炸的状况我们也要在137亿年以后才能看到。

这下明白了吧?说穿了,就是不管是望远镜还是肉眼都没有“光”发出去,而是被动的接收这些“光”的到来,只有光到了我们的视网膜,我们才能够接收到这些事物。

1公里外的物体是这样,1光年外的物体也是这样,100光年、1亿光年、137亿光年的事物也是这样。光线的传输在真空中每秒速度为30万公里,1光年9.46万亿公里,传输1公里需要时间太短,30万分之一秒,因此可以忽略不计,就像马上看到。

但距离以光年计的发光物体,距离多少光年就需要多少年传输到我们这里。因此100光年、1亿光年、137亿光年的发光物体的“光”就分别需要100年、1亿年、137亿年才能够到达我们的视网膜,我们才能够看到。

天文望远镜不是为了看到的东西更快,而是能够看得更远,也就是能够接收到更远微弱的光。

即便光源很巨大很强烈,比如1个星系或者星系团,如果距离太远传输到我们这里也很微弱了。我们人类肉眼是看不到的,因此就借助望远镜,把这些光源放大很多倍,有的还要借助引力透镜这个太空中自然的放大镜,才能看到。

但这些方法都是被动的接收,人眼和望远镜根本不会发出一毫米的抓取光源的光。唯一主动的就是有选择性,每时每刻都有无数的光源到达你的眼前,你看什么不看什么就由你了。你可以对一些事物选择性失明,看见跟没看见一样,仅此而已。

所以时空通讯过去说过多次,我们的眼睛就是“守株待兔”,瞎猫碰上死老鼠而已。

光是一个很奇妙的东西,因为有了光,才有了这个世界的形象,没有光我们就无法看到这个世界的一切。所以一切事物的形象结构都是靠光来传输的,人类就是依靠光的传输来了解这个世界。

而光是这个世界目前认知最快的事物,光速极限、光速不可超越是这个世界的公理,光也是丈量这个世界最精准的标尺,我们的眼睛只是为了接收光而存在。

时空通讯观点,欢迎点评讨论。


时空通讯


首先人为什么能看见远方的物体,答案是有光,光照射在物体上,然后反射到人类的眼睛当中,我们就可以看见这个物体了,但光的传播是不是瞬时的,它存在一个最大速度,这个速度虽然很快,但一旦来到广袤的宇宙空间当中,它就没那么快了。

那么这就意味着一点,就是人类之所以可以看见,137亿光年以外的宇宙空间,不是因为人类的眼睛多厉害,而是因为那个地方的光,花了137亿年的时间,横跨了137亿光年的距离,

抵达到了地球附近,然后被人类的望远镜捕捉到了,人类才最终看到那个地方。

另外还有一点,由于光的传播需要时间,所以光所携带的信息也是延迟的,例如太阳发出的光,需要8分13秒才能抵达地球,所以人类看见的太阳,都是8分钟之前的太阳,那么假如有一天太阳毁灭了,人类也需要在8分钟之后,才能接收到这个信息。

所以人类所观测到的宇宙,基本都是过去,人类的天文望远镜,确实可以探测到137亿光年以外的宇宙空间,但我们看到的,都是137亿年之前的样子,谁也不知道那个地方,现在是什么样子,可能那个地方已经不存在了,也有可能那个地方,诞生出了某种外星生命。

最后还有一点,虽然宇宙诞生只有137亿年左右,但理论上来说,人类可以看见460亿光年范围的宇宙空间,这是因为宇宙从诞生开始,就一直在进行加速膨胀,所以人类能看到的宇宙空间,要比想象中的更远一些。


科学薛定谔的猫


现在能看到的太空中的遥远天体,已经是过去景象,宇宙太大太浩渺无边,就是以光速也要长时间旅行,简单的例子,对于太阳光也需要八分钟才能到达地球。

除了发射各种太空探测器,人类对宇宙的研究主要是利用光和天文望远镜来对太空中各种天体进行观察,并分析其辐射。由于宇宙中的天体都有较远的天文距离,即使以光速前进,也需要一定的时间,我们看到的太阳,已经是8分钟以前的太阳。

在日常的生活中,我们的视野有限,看到的景象基本都是即时的,而在茫茫太空中,距离都是天文单位来计量的。人类通过望远镜观察到的也不在是即时的信息。

例如上图是哈勃天文望远镜拍摄的创生之柱的照片,这片星云距离地球7000光年,也就是说,我们看到的是7000年前的景象,NASA通过二十年的观察对比,发现里面的柱子在不断缩小。推测目前这片星云的柱子形状早已崩塌。


量子实验室


题主之所以会产生这样的疑问,是因为误解了我们是如何看到东西。

我们想要感知到外界事物,我们就必须与之相接触,然后由大脑产生相应的感觉。人体只是一个感知接收器,而非感知发射器。正因为如此,我们想要听到东西,那就要有声音进入耳朵中;我们想要闻到东西,那就要有气味进入鼻子中;我们想要尝到食物的味道,那就要把食物放到舌头上。同样的道理,我们想要看到东西,那就要有光进入眼睛中。

对于大部分的物体,它们要么会反光,要么会发光,这些光携带着物体的信息在空间中传播。当光进入人眼,我们就能接收到其中的信息,从而让我们看到物体,望远镜看东西的原理也类似于眼睛。因此,即便物体远在137亿光年之外,只要它发出的光到达地球,望远镜就能接收到这些光,所以马上就能看到物体,无需时间等待。

目前,人类接收到的最早的光是宇宙微波背景辐射,它们可以追溯到138亿年前的早期宇宙,那时距离宇宙诞生才过去了38万年。


火星一号


我们现在看到的137亿光年外的景象其实只是回放而已,不是实况直播


我小时候在房顶上看星星的时候,看见一闪一闪的星星我哥就告诉我说:那颗星星是几百万年前闪了一次现在刚好被你看见了。这句话给当时幼小的我巨大的震撼,一瞬间我甚至觉得和那颗一闪一闪的星星有天大的缘分。

再后来我慢慢长大知道也就多了,知道了我们的宇宙中有数量巨多的星星,晚上早天空中看见的大部分都是像太阳一样的恒星。

距离我们最近的恒星是4.22光年外的比邻星(宇宙存知己,光年若比邻),也就是说比邻星发出的光要飞4.22年才能到我们的眼里和望远镜的镜片里。


所以说我们看到的一切包括137亿光年外的宇宙都是有时差的

光速是300000km/s(30万公里每秒),这个速度一秒可以绕地球7.5圈,所以说在地球上我们是感觉不到距离带来的时差的。月球和地球的距离是38万公里,光速是每秒30万公里,也就是说我们晚上看见的月球其实是一秒钟之前的月球,如果月球突然爆炸那么我们在一秒后才能看见。

地球和太阳的距离是1.5亿公里,也就是说我们看到的太阳受到的光和热都是太阳在8分多钟前的景象,如果我们发现太阳突然灭了那也是在8分钟前就灭了。


所以说哈勃望远镜看到的137亿光年外的景象也只是137亿年前的回放而已,要想看到这一秒的景象就必须再等137亿年才行


宇宙探索未解之迷


扯远了,太阳离我们一个天文单位,这段距离光线需要8分钟左右,而人类的视觉是需要光的作用,也就是说,太阳光芒需要飞八分钟左右才能入眼,我们才能看到,但事实上,你抬头就能看见。而不是8分钟后看见,为何?


可以这样说,看是看见了,但看到的都是过去式。你看到的是八分钟以前的太阳。

同理,我们不扯望远镜,你抬头看夜空,夜空中那些闪烁的星,有些离我们几十,几百,几千光年。(肉眼目测星体在8000光年范围)

这些星星(恒星)是离我们如此遥远。你能一眼看见也不代表你的眼力速度超过光速,事实上,你能看到是因为光入眼,而这些入眼的光已经飞了几百上千年,所以你看到的都是过去式。



离你一万光年,你看到的就是一万年前的景象,一百万光年,就是一百万年前的景象。望远镜也同样如此。兴许,我们现在观测的遥远恒星已经塌缩不复存在,兴许我们现在看到的一颗死星现在或许早已生机盎然。因为都是过去式。

地球寿命50亿年,在50亿光年外,一群智慧生命在议论着,因为他们发现了一颗正在诞生的行星(地球)。可他们不知道,我们地球现在早就生机盎然,地球的光到他们那里传播了50亿年,他们看到的是50亿年前地球刚形成的景象,要看到地球生机盎然,至少还要45亿年之久(地球大规模爆发生命大约在5亿年前)。要等后续的光飞到才行。估计等他们惊喜发现地球有生命时,现实中的地球早就被膨胀的太阳吞噬了。因为他们50亿年后看到的地球还是过去式。



所以,不要以为只有地球有生命,或许我们现在看到的毫无生命迹象的星球,也许也是生机盎然的。


良良引力波


给你举个栗子,假如在长江源头持续不断倒入很多红墨水,三个月后这些红墨水就到了东海,那么这一刻,你在东海看到的红墨水就是三个月前就倒进去的红墨水。由于红墨水是持续倒入,一直都有,那你在东海就随时去都能看到,而且都是三个月前就倒入的红墨水。同理,137亿光年的地方是“长江源头”,从那里反射出来的光是“红墨水”,地球是“东海”。你在地球上看到的光就是137亿年前就已经出来的了。也就是说,你所看到的一切,都是137亿年前的东西,穿越时空就是这么来的。理论上来讲,2264光年处往地球看,就能看到秦始皇登基的场面!


有意思吗


为什么137亿光年远的地方,望远镜一眼就能看到,而不是多少年才能看到呢?

其实我们的望远镜暂时看不了那么远,大概光学望远镜只能看到134亿光年外的样子,而射电望远镜除了宇宙微波背景辐射之外,也只能看到136光年多点的地方!

但我们首先要明白的是,无论是照相机的感光胶片、CCD或者肉眼的视觉细胞等,都是被动的接受光线,简单的理解就是光线照射过来了我们就看到了,因此用“看到”来形容其实是不太准确的,“被我们看到”才算是比较靠谱的描述!

肉眼看到目标的过程!我们能看到134亿光年外的天体,是因为那些天体的光线在134亿年前就已经出发了,经过漫长时间的跋涉,终于到达了哈勃望远镜的主反射物镜,然后经过副镜,在经过修正镜.....最终到达感光的CCD,甚至因为光子太少而需要超长时间的累计曝光才得以让我们看到遥远天体的微弱光线!

哈勃的超级深空场,您无需惊讶,哈勃拍摄到的时候就是这样,黑白的,是不是有种上世纪早期天文照片的感觉?而彩色是多个通道合成的伪彩色!而总共累及曝光的时间达11.3天+4.5天,但非常可惜的是我们肉眼没有这种累计曝光的能力,因此想看宇宙深处的景色就只能等相机给我们拍摄了!

这是处理完成的彩色照片,为什么颜色各有差异?除了本身的颜色差异外,另外远离我们而去的天体光线还会红移,最终看起来天体的光线会越来越红,直至看不到.....

因此在更遥远的尺度上,天体将以更快的速度离去时,我们将难以看到这些天体发出的可见光波段,而是被红移到了红外或者微波波段,因此未来超级升空领域,射电望远镜将大放异彩,可惜的是射电望远镜的分辨率不够高,这也跟它所对应波段的波长有着直接的关系!


星辰大海路上的种花家


答:因为我们接收到的(看到的)光,是星系在数亿年前发出的光子;换句话说,我们看到10亿光年远的星系,是该星系10亿年前的样子;现在星系真实的模样,需要等很多年后才看得到。


无论我们肉眼看星空,还是借助天文望远镜看星空,只要我们一睁眼,就能看到星空的景象;于是对于某些人,就会出现题目的疑问。



原因很简单:光速是有限值(30万公里每秒),遥远星系发出来的光线,传播到地球需要一定时间;在不考虑宇宙膨胀效应的情况下,距离地球10亿光年的星系,发出来的光线需要经过10亿年才能传播到地球;等地球接收到这束光线,时间已经过去了10亿年,所以地球上看到的星系,是该星系10亿年前的样子。


但宇宙的发展是连续的,一个星系的演化也是连续的,所以在望远镜中观察遥远的星空,并不会出现突然冒出一个星系的情况。


而是随着时间的发展,我们会看到该星系的整个演化过程,并且会延时一段时间,延时时间既是光从该星系传播到观察者的时间间隔。



好啦!我的答案就到这里,喜欢我们答案的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!


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