人類已知宇宙最快速度為光速,那為什麼用天文望遠鏡可以看到幾百萬光年外的東西?

西門思聰888


人類已知宇宙最快速度為光速,那為什麼用天文望遠鏡可以看到幾百萬光年外的東西?

一直以來很多朋友都有一個先入為主的觀就是“我們看到了什麼景物”!其實我們眼睛看不到任何景物,而且也沒有一種叫做“目光”的東西,只是光源照射到了物體上,從物體反射的光進入到我們的眼睛,再通過眼底的視網膜細胞轉換成生物電信號,最終經過“腦補”我們看到了周圍的世界萬物!

因此當我們抬頭看到遙遠的宇宙另一端的星星時,卻並不是我們看到了星星,而是星星發出的光線經過數百年甚至數千年的時間到達了地球,很湊巧被各位的眼球這個靈敏的“光學感應設備”給發現了,恭喜您,這是珍貴的另一端宇宙的光線專門為您準備的,您這會需要獨享嗎!那我閉上眼,讓您享受一會!

其實我們看到數萬光年或者數百萬光年外的天體,與光速多少並沒有直接關係,因為無論光的速度如何,只有它照射到了我們眼睛裡我們才能感知到,但如果它沒有照射到我們的眼睛裡,那麼它的速度再高又如何?

迄今為止,人類從可見光波段觀測天體的極限是134億光年,這表示我們的望遠鏡接收到的光子是從134億年前出發的,經過134億光年的距離,到達瞭望遠鏡後面的CCD上,多次碰撞感光原件後終於在上面留下了它的映像!但很抱歉,我們只能瞭解它在134億年前的狀況,也許它早已是一個“鬼影”,但我們也許看不到它死亡時的那一剎那發出耀眼的、能照亮半個宇宙的光芒!因為它需要超過數百億年後才能到達地球,假如它現在已經超新星爆發!不也是134億年嗎?其實它早就因為宇宙膨脹跑到了更遠的地方,因此數百億年小意思,也許還要更久!

不過要提醒一下的是,能活過100多億年的恆星估計是不會超新星爆發了,畢竟太陽的壽命也就100億年,比太陽壽命更久的恆星比太陽小,因此那顆恆星如果現在已經死亡,那麼超新星爆發也許我們還真可以看到!

上圖是超級伽瑪射線暴GRB 080319B留下的記錄,它在距離75億光年外的發生,但在可見光波段的星等上達到了5.8等,位於肉眼可見的下限6.0等以上,簡單的說這是人類肉眼可見的最遙遠的天文事件,但它在75億年前發生!當然這並不需要驚訝,因為我們看到的陽光也是太陽8.33分鐘以前發出的,想看到現場直播?很抱歉你只能搭乘帕克探測器前往親自,因為沒有直播信號比光快!


星辰大海路上的種花家


相對論表明,光在宇宙中的傳播速度始終保持有限且恆定的光速,這個速度是宇宙中最快的局域速度。而天文望遠鏡能夠觀測到數百萬光年之外的天體,那是因為宇宙的年齡遠不止幾百萬年的時間。

位於數百萬光之外的星系發出的光會以光速在宇宙中傳播,它們經過數百萬年之後將會抵達地球,天文望遠鏡或者人眼接收到這些光,自然就能觀測到星系,例如,我們可以用肉眼直接看到位於兩三百萬光年之外的仙女座星系和三角座星系。

宇宙的存在時間長達上百億年,星系早在幾百萬年就已經存在,所以數百萬光年之外的星系所發出的光是有足夠的時間來到地球上。一旦這些光到達地球,我們只要接收到光就能看到星系。但由於距離遙遠,大部分河外星系發出的光到達地球上時已經非常暗淡,只有藉助天文望遠鏡強大的聚光能力,才能觀測到它們。

由於宇宙誕是在138億年前形成,理論上,光在宇宙中的最遠傳播距離為138光年。迄今為止,天文學家已經觀測到光行距離達到了134億光年的星系(GN-z11)。

宇宙空間結構在持續膨脹,導致分佈於空間中的不同星系互相遠離。因此,有些遙遠星系發出的光還沒來得及到達地球,只有繼續等待一定的時間,這些光才會走完路程抵達地球,所以我們在未來還會觀測到更多未知的星系。

另外,當兩個星系目前的距離大於140億光年之時,由於空間膨脹過快,它們的退行速度就會超光速(與相對論所說的速度不矛盾)。因此,那些非常遙遠星系發出的光永遠也走不完去往地球的路程,所以它們永遠也不會被我們觀測到。


火星一號


宇宙就像是一個電波發射器,天文望遠鏡就是一個接收器,不論有沒有天文望遠鏡,宇宙都在不斷髮射電波


因此天文望遠鏡本質上只是接收到了幾百萬光年外天體發出的光線而已,和超光速沒什麼關係,只不過是幾百萬光年外的光碰巧鑽到了天文望遠鏡裡而已。

光速是我們宇宙的極限速度,但是它和宇宙的尺度卻是極其不匹配的,在930億光年直徑的可觀測宇宙內,光速就好比一隻蝸牛,也正因為光速的限制,我們可能永遠無法看到宇宙的全貌,也永遠無法看到宇宙現在的樣子,哈勃望遠鏡其實是在給宇宙考古,100億光年外的恆星可能現在早就熄滅了,但我們要等100億年後才能知道。


人類其實一直有一個錯覺,那就是總認為自己是在主動“尋找”物體並看到它,這就導致一些人無法理解哈勃望遠鏡為什麼能看到幾百萬光年外的天體。

實際情況是:人類的眼睛和哈勃望遠鏡一樣都只是一個可見光接收器而已,肉眼看到的物體只是碰巧被看見了而已,物體本身一直在反射光子,這些光子打進人眼的時候就是被人看見的時候。

光速是宇宙最重要也是最基本的常數,任何物質都直接或者間接的跟它有關係,然而智慧文明一般都非常討厭光速,因為它鎖死了每個智慧文明的視線,讓全宇宙的科學家們都無法“痛痛快快”的觀測宇宙。


宇宙探索未解之迷


答:打雷時閃電和雷聲是同時產生的,為何我們先看到閃電,再聽到雷聲?那是因為光的傳播速度比聲音快!


光速是宇宙中有效信息傳遞的最快速度,而宇宙中的天體距離我們都很遠,比如大麥哲倫星雲距離我們16萬光年,仙女星系距離我們254萬光年,哈勃望遠鏡還能看到百億光年外的星系。

也就是說,南半球夜間看到的大麥哲倫星雲,是16萬年前的樣子;大麥哲倫發出的光線,在宇宙中空間中傳播了16萬年才到達地球。


光線經過眼睛中的晶狀體,聚焦到視網膜上形成清晰的像,視網膜上的視覺細胞會感知光線攜帶的信息,然後轉化為生物電信號,電信號傳遞到大腦,大腦再模擬計算出外界事物的樣子。

所以,無論宇宙中的天體距離我們多遠,只要天體的光線傳遞到地球時,而且還保留了足夠的信息,那麼就能被我們的望遠鏡捕捉到,於是我們就看到了遠在數百萬光年、甚至數億光年外的天體。


由於光速限制,我們看到的天體信息也是有代價的,代價就是這種信息不是時時的,而是天體在數百萬年,甚至數億年前的樣子。

我們看到的太陽,是太陽在8.3分鐘前的樣子,我們看到的月亮,是月亮在1.3秒前的樣子;如果太陽突然熄滅了,人類也不會立刻知道,因為太陽之前發出的光線還在空間中傳播,要到8.3分鐘後,人類才會發現太陽已經熄滅。


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艾伯史密斯


我們常常搞不清楚的一個問題是:望遠鏡究竟是如何看到那些遙遠的星系的?

我舉個例子,自來水廠將總閘打開,開始供水,過了一段時間,你在家打開水龍頭就可以看見水了。

水的流速類比於光速,自來水廠類比於光源恆星,你類比於望遠鏡。

比如太陽在此時此刻剛剛離開光球層表面的光線需要經過八分二十秒才會到達地球這裡,才會被我們看見,這樣太陽的實時狀態就一直與地球這裡有一個八分鐘多的延遲。

望遠鏡接收的光線可能在宇宙中已經漂泊了數億年甚至134億年,哈勃不是曾經觀測到距離地球134億光年外的GN-z11星系嗎,這個134億光年就是光行距離,是指光線在宇宙中漂泊了134億年,也就是說我們看到的是它在宇宙誕生之後第4億年時候的景象。

這不是所謂的“眼光速度”的問題,眼光沒有速度,只是光線在宇宙中飛經過了我們這裡,恰好被我們捕捉到罷了。

個人的淺見,歡迎大家評論喲!!!


科幻船塢


望遠鏡觀測天體和我們肉眼看星星是一樣的道理,只是因為我們接受到了來自遠方的光子,從而成像。並非是我們的眼睛或者是望遠鏡發出光線去看幾百萬光年遠外的天體。

仙女座星系距離我們254萬光年,是肉眼可見的最遠的天體之一了。它和銀河系同屬於本星系群,天文學家發現它正以每秒300公里度朝向我們運動,大約會在40億年後與銀河系碰撞融合變成橢圓星系。


我們能看到仙女座星系是因為它發出的光飛行了254萬年來到了地球,無論我們的望遠鏡是否去觀測它,它都在一直的發光,地球上也一直可以接收到它的光子。當望遠鏡觀測它的時候,它254萬年前發出的光就在那裡,望遠鏡接收到就是看到了它254萬年前的樣子。哈伯太空望遠鏡的繼任者韋伯太空望遠鏡將會有更先進的觀測技術,更大口徑的主鏡片,到時候幾乎可以觀測到宇宙的“嬰兒”時期。



科學黑洞


首先表達我的觀點,那就是,超過一定範圍的觀測結果我是絕對不會相信的,當然,光子從很遙遠的地方經過一個極度複雜的路徑來到觀測點的可能我不排除,但是這個路徑的複雜程度絕對會讓全世界科學家大腦聯合起來都覺得無解,所以就算我們看到了什麼,那也是一個完全不確定的結果,只能說確實有存在了,但是至於說到底在什麼位置從什麼時候出發的,這個是不可能分析出來的,說有說分析出來的都是大騙子,欺騙不懂光子量子物理的人的


芳遠1


能看到百萬光年處的天體是因為那些光已經照射到了望遠鏡這邊。

光(或射線)到了,才能看(探測)的到。光射線最大是光速,我們看到的是8分鐘前的太陽,434年前的北極星,星系團MACS J1149+2223裡有一顆已探測到的距離太陽系90億光年的超新星,就是說我們看(探測)到了它90億年前的樣子。

當然了,也可能早就死了。如果我們想看它現在2019年的樣子,只需要等到公曆9000002019年就可以。但超新星沒有這麼長的壽命應該早就變成黑洞了。如果那天看不到它了,它就是死掉了。比如明天檢測不到它了,就說明它的射線剛到太陽系,它就掛了。

20年前沒有光汙染和環境汙染,夜裡能看到滿天的繁星,也能明顯的看到銀河。頭頂上都是幾萬幾十萬年前的歷史痕跡。

光速是目前已知的物質能達到的最快速度,注意有強調物質兩個字,因為空間膨脹的速度是超光速的。也就是說宇宙中信息傳遞的最快速度是光速。


落長歌


看到的是幾百萬光年外,幾百萬年前的景象。人類看不到空間的盡頭,但是能看到時間的盡頭。


即使是太陽,我們只能看到8分鐘之前的太陽,現在的太陽要等8分鐘之後才能看到。與其說我們觀測宇宙,不如說是觀測時間。放眼望去,是一百年前的景象,一萬年前的景象,一億年前的景象,直到宇宙出現第一個發光體的時候。

最遠的距離,不在宇宙邊緣,也不是天文望遠鏡不夠好,而是電磁波窮其一生所能走過的距離


飛魚科普


天文望遠鏡看到的,不是現在的天體,而是幾百萬年以前的天體狀態吧?


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