為什麼137億光年遠的地方,望遠鏡一眼就能看到,而不是多少年才能看到呢?

月亮灣1876123


首先人為什麼能看見遠方的物體,答案是有光,光照射在物體上,然後反射到人類的眼睛當中,我們就可以看見這個物體了,但光的傳播是不是瞬時的,它存在一個最大速度,這個速度雖然很快,但一旦來到廣袤的宇宙空間當中,它就沒那麼快了。


那麼這就意味著一點,就是人類之所以可以看見,137億光年以外的宇宙空間,不是因為人類的眼睛多厲害,而是因為那個地方的光,花了137億年的時間,橫跨了137億光年的距離,

抵達到了地球附近,然後被人類的望遠鏡捕捉到了,人類才最終看到那個地方。

另外還有一點,由於光的傳播需要時間,所以光所攜帶的信息也是延遲的,例如太陽發出的光,需要8分13秒才能抵達地球,所以人類看見的太陽,都是8分鐘之前的太陽,那麼假如有一天太陽毀滅了,人類也需要在8分鐘之後,才能接收到這個信息。

所以人類所觀測到的宇宙,基本都是過去,人類的天文望遠鏡,確實可以探測到137億光年以外的宇宙空間,但我們看到的,都是137億年之前的樣子,誰也不知道那個地方,現在是什麼樣子,可能那個地方已經不存在了,也有可能那個地方,誕生出了某種外星生命。

最後還有一點,雖然宇宙誕生只有137億年左右,但理論上來說,人類可以看見460億光年範圍的宇宙空間,這是因為宇宙從誕生開始,就一直在進行加速膨脹,所以人類能看到的宇宙空間,要比想象中的更遠一些。


科學薛定諤的貓


這是一個常見的誤區,所謂望遠鏡一眼就能看到多少億光年遠的地方,實際上還是一“眼”看到。由此一些人前赴後繼的硬要說眼光超過光速。

告訴這些同學們一個簡單的道理,就是那個137億光年遠的地方,看到的那個天體今天爆炸了消失了,這個爆炸的狀況我們也要在137億年以後才能看到。

這下明白了吧?說穿了,就是不管是望遠鏡還是肉眼都沒有“光”發出去,而是被動的接收這些“光”的到來,只有光到了我們的視網膜,我們才能夠接收到這些事物。

1公里外的物體是這樣,1光年外的物體也是這樣,100光年、1億光年、137億光年的事物也是這樣。光線的傳輸在真空中每秒速度為30萬公里,1光年9.46萬億公里,傳輸1公里需要時間太短,30萬分之一秒,因此可以忽略不計,就像馬上看到。

但距離以光年計的發光物體,距離多少光年就需要多少年傳輸到我們這裡。因此100光年、1億光年、137億光年的發光物體的“光”就分別需要100年、1億年、137億年才能夠到達我們的視網膜,我們才能夠看到。

天文望遠鏡不是為了看到的東西更快,而是能夠看得更遠,也就是能夠接收到更遠微弱的光。

即便光源很巨大很強烈,比如1個星系或者星系團,如果距離太遠傳輸到我們這裡也很微弱了。我們人類肉眼是看不到的,因此就藉助望遠鏡,把這些光源放大很多倍,有的還要藉助引力透鏡這個太空中自然的放大鏡,才能看到。

但這些方法都是被動的接收,人眼和望遠鏡根本不會發出一毫米的抓取光源的光。唯一主動的就是有選擇性,每時每刻都有無數的光源到達你的眼前,你看什麼不看什麼就由你了。你可以對一些事物選擇性失明,看見跟沒看見一樣,僅此而已。

所以時空通訊過去說過多次,我們的眼睛就是“守株待兔”,瞎貓碰上死老鼠而已。

光是一個很奇妙的東西,因為有了光,才有了這個世界的形象,沒有光我們就無法看到這個世界的一切。所以一切事物的形象結構都是靠光來傳輸的,人類就是依靠光的傳輸來了解這個世界。

而光是這個世界目前認知最快的事物,光速極限、光速不可超越是這個世界的公理,光也是丈量這個世界最精準的標尺,我們的眼睛只是為了接收光而存在。

時空通訊觀點,歡迎點評討論。


時空通訊


只能說在近處的東西,我們可以一眼看到,因為光速太快了,這點距離傳播時間可以忽略。但現在換成去看太空中的遙遠天體,不再可能一看看到了,看到的已經是過去景象。宇宙太大太浩渺無邊,就是以光速也要長時間旅行,簡單的例子,對於太陽光也需要八分鐘才能到達地球。

除了發射各種太空探測器,人類對宇宙的研究主要是利用光和天文望遠鏡來對太空中各種天體進行觀察,並分析其輻射。由於宇宙中的天體都有較遠的天文距離,即使以光速前進,也需要一定的時間,我們看到的太陽,已經是8分鐘以前的太陽。

在日常的生活中,我們的視野有限,看到的景象基本都是即時的,而在茫茫太空中,距離都是天文單位來計量的。人類通過望遠鏡觀察到的也不在是即時的信息。

例如上圖是哈勃天文望遠鏡拍攝的創生之柱的照片,這片星雲距離地球7000光年,也就是說,我們看到的是7000年前的景象,NASA通過二十年的觀察對比,發現裡面的柱子在不斷縮小。推測目前這片星雲的柱子形狀早已崩塌。


量子實驗室


之所以137億光年遠的地方,似乎望遠鏡一眼就能看到,而不是多少年以後才能看到,是因為你現在通過望遠鏡看到的就是137億年發生的事情啊!

這個反過來想就很容易明白,光從宇宙深處走到你的望遠鏡,一共走了137億年!所以,你看到的所有關於宇宙深處的事情都是137億年前發生的!很多你現在能看到的景象,也許早已面目全非了!所以望遠鏡只是利用光學原理讓你看到了以前的一些景象!它本身根本沒有可以將宇宙深處物體拉近的功能!

由此可見,眼見為實、耳聽為虛的說法在面對廣袤無垠的宇宙時,實際上也是錯誤的!因為我們看到的宇宙的景象,都是很多億年以前發生的!同時也告訴我們,相比觀察來說,探索宇宙更需要實驗,更需要定量化的理性思維!否則,自通過表面現象觀察到的宇宙,實際上可能早已滄海桑田,物是人非了!


地震博士


題主之所以會產生這樣的疑問,是因為誤解了我們是如何看到東西。

我們想要感知到外界事物,我們就必須與之相接觸,然後由大腦產生相應的感覺。人體只是一個感知接收器,而非感知發射器。正因為如此,我們想要聽到東西,那就要有聲音進入耳朵中;我們想要聞到東西,那就要有氣味進入鼻子中;我們想要嚐到食物的味道,那就要把食物放到舌頭上。同樣的道理,我們想要看到東西,那就要有光進入眼睛中。

對於大部分的物體,它們要麼會反光,要麼會發光,這些光攜帶著物體的信息在空間中傳播。當光進入人眼,我們就能接收到其中的信息,從而讓我們看到物體,望遠鏡看東西的原理也類似於眼睛。因此,即便物體遠在137億光年之外,只要它發出的光到達地球,望遠鏡就能接收到這些光,所以馬上就能看到物體,無需時間等待。

目前,人類接收到的最早的光是宇宙微波背景輻射,它們可以追溯到138億年前的早期宇宙,那時距離宇宙誕生才過去了38萬年。


火星一號


給你舉個栗子,假如在長江源頭持續不斷倒入很多紅墨水,三個月後這些紅墨水就到了東海,那麼這一刻,你在東海看到的紅墨水就是三個月前就倒進去的紅墨水。由於紅墨水是持續倒入,一直都有,那你在東海就隨時去都能看到,而且都是三個月前就倒入的紅墨水。同理,137億光年的地方是“長江源頭”,從那裡反射出來的光是“紅墨水”,地球是“東海”。你在地球上看到的光就是137億年前就已經出來的了。也就是說,你所看到的一切,都是137億年前的東西,穿越時空就是這麼來的。理論上來講,2264光年處往地球看,就能看到秦始皇登基的場面!


有意思嗎


我們現在看到的137億光年外的景象其實只是回放而已,不是實況直播


我小時候在房頂上看星星的時候,看見一閃一閃的星星我哥就告訴我說:那顆星星是幾百萬年前閃了一次現在剛好被你看見了。這句話給當時幼小的我巨大的震撼,一瞬間我甚至覺得和那顆一閃一閃的星星有天大的緣分。

再後來我慢慢長大知道也就多了,知道了我們的宇宙中有數量巨多的星星,晚上早天空中看見的大部分都是像太陽一樣的恆星。

距離我們最近的恆星是4.22光年外的比鄰星(宇宙存知己,光年若比鄰),也就是說比鄰星發出的光要飛4.22年才能到我們的眼裡和望遠鏡的鏡片裡。


所以說我們看到的一切包括137億光年外的宇宙都是有時差的

光速是300000km/s(30萬公里每秒),這個速度一秒可以繞地球7.5圈,所以說在地球上我們是感覺不到距離帶來的時差的。月球和地球的距離是38萬公里,光速是每秒30萬公里,也就是說我們晚上看見的月球其實是一秒鐘之前的月球,如果月球突然爆炸那麼我們在一秒後才能看見。

地球和太陽的距離是1.5億公里,也就是說我們看到的太陽受到的光和熱都是太陽在8分多鐘前的景象,如果我們發現太陽突然滅了那也是在8分鐘前就滅了。


所以說哈勃望遠鏡看到的137億光年外的景象也只是137億年前的回放而已,要想看到這一秒的景象就必須再等137億年才行


宇宙探索未解之迷


為什麼137億光年遠的地方,望遠鏡一眼就能看到,而不是多少年才能看到呢?

其實我們的望遠鏡暫時看不了那麼遠,大概光學望遠鏡只能看到134億光年外的樣子,而射電望遠鏡除了宇宙微波背景輻射之外,也只能看到136光年多點的地方!

但我們首先要明白的是,無論是照相機的感光膠片、CCD或者肉眼的視覺細胞等,都是被動的接受光線,簡單的理解就是光線照射過來了我們就看到了,因此用“看到”來形容其實是不太準確的,“被我們看到”才算是比較靠譜的描述!

肉眼看到目標的過程!我們能看到134億光年外的天體,是因為那些天體的光線在134億年前就已經出發了,經過漫長時間的跋涉,終於到達了哈勃望遠鏡的主反射物鏡,然後經過副鏡,在經過修正鏡.....最終到達感光的CCD,甚至因為光子太少而需要超長時間的累計曝光才得以讓我們看到遙遠天體的微弱光線!

哈勃的超級深空場,您無需驚訝,哈勃拍攝到的時候就是這樣,黑白的,是不是有種上世紀早期天文照片的感覺?而彩色是多個通道合成的偽彩色!而總共累及曝光的時間達11.3天+4.5天,但非常可惜的是我們肉眼沒有這種累計曝光的能力,因此想看宇宙深處的景色就只能等相機給我們拍攝了!

這是處理完成的彩色照片,為什麼顏色各有差異?除了本身的顏色差異外,另外遠離我們而去的天體光線還會紅移,最終看起來天體的光線會越來越紅,直至看不到.....

因此在更遙遠的尺度上,天體將以更快的速度離去時,我們將難以看到這些天體發出的可見光波段,而是被紅移到了紅外或者微波波段,因此未來超級升空領域,射電望遠鏡將大放異彩,可惜的是射電望遠鏡的分辨率不夠高,這也跟它所對應波段的波長有著直接的關係!


星辰大海路上的種花家


扯遠了,太陽離我們一個天文單位,這段距離光線需要8分鐘左右,而人類的視覺是需要光的作用,也就是說,太陽光芒需要飛八分鐘左右才能入眼,我們才能看到,但事實上,你抬頭就能看見。而不是8分鐘後看見,為何?

可以這樣說,看是看見了,但看到的都是過去式。你看到的是八分鐘以前的太陽。

同理,我們不扯望遠鏡,你抬頭看夜空,夜空中那些閃爍的星,有些離我們幾十,幾百,幾千光年。(肉眼目測星體在8000光年範圍)

這些星星(恆星)是離我們如此遙遠。你能一眼看見也不代表你的眼力速度超過光速,事實上,你能看到是因為光入眼,而這些入眼的光已經飛了幾百上千年,所以你看到的都是過去式。


離你一萬光年,你看到的就是一萬年前的景象,一百萬光年,就是一百萬年前的景象。望遠鏡也同樣如此。興許,我們現在觀測的遙遠恆星已經塌縮不復存在,興許我們現在看到的一顆死星現在或許早已生機盎然。因為都是過去式。

地球壽命50億年,在50億光年外,一群智慧生命在議論著,因為他們發現了一顆正在誕生的行星(地球)。可他們不知道,我們地球現在早就生機盎然,地球的光到他們那裡傳播了50億年,他們看到的是50億年前地球剛形成的景象,要看到地球生機盎然,至少還要45億年之久(地球大規模爆發生命大約在5億年前)。要等後續的光飛到才行。估計等他們驚喜發現地球有生命時,現實中的地球早就被膨脹的太陽吞噬了。因為他們50億年後看到的地球還是過去式。


所以,不要以為只有地球有生命,或許我們現在看到的毫無生命跡象的星球,也許也是生機盎然的。


豆丁科學


137億光年遠的地方,天文望遠鏡確實可以看到,但是看到的並不是現在時刻那個地方的樣子,而是很多億年前的。



宇宙從大爆炸開始,就一直在膨脹。現在宇宙的直徑至少也有920億光年了。故而,一些恆星在形成後,發出光芒到達地球上這個過程中,恆星已經遠離地球很多距離了。而恆星發出的光,由於宇宙的膨脹,導致其會產生紅移。人們接受到光線並計算出紅移量,就可以大致判斷髮出這束光的恆星形成於多少年,以及現在所在的位置。



所以,題目中人們看到的137億光年的地方,並不是現在那個地方就這個樣子,而是接受到了那個地方的恆星在很早之前發出的光,通過計算紅移判定這顆恆星在發出這束光後,加速遠離地球到現在剛好達到137億光年處。至於現在這顆恆星處於什麼樣子,那得等至少再過137億年後我們接受到它的光,才能知道。不過那個時候,這個恆星可能已經變成中子星或者黑洞了吧。

這就像太陽突然熄滅了,我們8分鐘後才知道一樣。


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