我们看到许多100光年外的天体,那么我们看见的是100年前的事吗?

杰出不逊



100光年的意思就是说光都要跑100年,而光速是宇宙中信息传递的极限速度,因此100光年外的天体或者其他任何东西都无法被我们实时看见,所以说我们看到的100光年外的天体都是它们100年前的样子。

路程速度和时间这三个要素在宇宙和日常生活中都是广泛存在的,而信息的传递也从最开始的大嗓门过渡到了现在以光速飞行的电磁波,举个例子来说声音的速度是340m/s,如果两个人相距3400米用狮吼功互相打招呼,那么一方发出声音“早上好”后另一方需要10秒后才能听到这句早上好,这背后反应的就是声波信息的传递速度问题。


而当现在人类有了手机之后,相隔3400米的两个人互相打招呼的手段就从音速狮吼功变成了光速电磁波,这样一来两个人在交流过程中就没有时间差了,因为光速每秒三十万公里,而两人距离3400米。

但光速就是我们宇宙中信息传递的极限速度了,因此如果两人相隔1光年,那么信息交流就会出现1年的时差,100光年外天体发出的光本质上也是一种信息,因此也会产生100年的时间差。

如果现在有科技发达的外星人在100光年外用超级望远镜看地球,那么它们就能看到1919年的人类世界,不过也只是看到而已,听是听不到的。


宇宙探索未解之迷


确实如此。我们所看到的一切都不是当前时刻的,而是过去时间的。因为光的传播速度是有限的,一切事物所发出的光或者反射的光,都需要一定的时间才会进入我们的眼睛,我们不可能会看到现在的宇宙。

宇宙中的天体都离我们非常遥远,尤其是那些太阳系外的天体,它们与地球的距离至少有数光年,远的可达上万光年。虽然光年是表示长度的单位,但是它也能体现出时间的属性,因为1光年表示光在真空中走1年的距离。因此,如果有个天体距离地球100光年,那么,它所发出的光需要100年的时间才会抵达地球,所以我们所观测到的其实是100年前的天体。

举个例子,北斗七星中的瑶光位于104光年之外,所以我们所观测到是104年前的瑶光,这颗恒星在104年前发出的光目前刚刚到达地球。但我们无法看到现在的瑶光,因为它目前发出的光还在前往地球的路上。就连我们所看到的太阳也不是当前时刻的,而是8.3分钟之前的。

而对于银河系外的星系,它们的距离则就更远,我们看到的是更久远之前的宇宙。例如,仙女座星系在254万光年之外,这意味着我们的眼睛所接收到的光是仙女座星系在254万年前发出的,所以我们所观测到的是254万年前的仙女座星系的景象。

另外,可观测宇宙半径的测量结果为465亿光年,这是否意味着我们接收到了465亿年前的光?难道宇宙的年龄至少有465亿年吗?

其实不然。根据目前的测量结果,宇宙的年龄并没有达到了465亿年,而是只有138亿年。至于原因,这与宇宙空间的膨胀有关。

宇宙空间的结构在持续扩张,这导致空间中的一切天体都在互相远离。并且随着空间膨胀的加速,天体之间的远离速度也在增加。不过,在小尺度下,由于引力的束缚,星系和星系团结构得以维持住。而在大尺度下,星系之间以极高的速度互相远离。

在膨胀的宇宙中,如果一个星系与银河系目前的距离为100亿光年,那么,该星系所发出的光经过100亿年的传播并不能到达银河系,因为两个星系之间的空间在膨胀,所以导致光需要行进超过100亿光年才能抵达我们这里,所需的时间就会超过100亿年。

由于宇宙的存在时间只有138亿年,宇宙在大约38万年的时候有了第一缕光,所以光在宇宙中走过的最远距离也就是138亿光年。不过,由于空间膨胀,当年第一缕光的辐射地目前已经距离我们465亿光年。

在目前的宇宙中,空间加速膨胀迫使相距超过140亿光年的星系以超光速在互相退行。这意味着目前距离我们超过140亿光年的星系,我们今后再也无法观测到,因为那些星系发出的光追不上正在超光速退行的银河系。


火星一号


当然是可以这么说的,100光年外的天体,发出的光也来自100年前,如果我们哪一天技术可以分辨这些光中的信息,那么就可以看到100年前这颗行星上到底发生了什么。我们都知道,看的越远也就看的越久。几十亿光年外其实意味着几十亿年前,也就是宇宙早期的那段时间发生的事情。近期的自然期刊刊登了美国哈佛大学研究人员的最新研究成果,他们成功捕捉到了再电离时期的中性氢525px谱线信号。

这种谱线也被称为宇宙第一缕曙光,指的是宇宙诞生之初的第一批恒星。研究他们意味着我们对宇宙黑暗时期的认识登上了一个新的台阶,甚至能够有助于我们解释暗物质的存在。宇宙中第一缕光传递到地球,也要上百亿年的时间,这也是我们所能观测到的最远距离。如果连光都没有,那么我们根本就看不到可见的天体。

不过科学家发现,引力波可能是下一个观测途径,因为我们发现引力波在第一缕光出现的时候已经存在,这说明引力波可以成为观测宇宙早期情况的载体。引力波也是刚刚被发现不久,如何使用将是下一个阶段要研究的,时间可能要长达数十年之久才能破解引力波的使用奥秘。

从引力波中我们或许能够早出宇宙早期的状态,比如在大爆炸之后的30万年之间到底发生了什么。可见光只是电磁波的一段频谱,只是可以让人类直观感觉到,在天文观测上可见光的通途不算很大。


深空电报


答:在宇宙大范围下,距离不仅产生美(各种美丽的星系),距离更产生时间差。


眼睛可以看到东西,是因为光线传播到眼睛并且成像。那么人要想看见一个事件的发生,那么这个事件会以光速传播到我们的眼睛。日常生活中我们看到的任何事件都是过去发生的,只是因为距离短,光速大而忽略掉了。但是在宇宙尺度下,动辄百光年、千光年、万光年。那么这个时间差就会明显地呈现出来,我们看到了100光年外的恒星,不考虑宇宙膨胀情况那么我们看到的是它100年前的样子。

日常生活中最简单的例子就是雷声和闪电,我们看到了闪电之后间隔片刻,才会听到雷声。也就是说我们听到的雷声,这个事件已经在看到闪电的那一时刻就已经发生了,但是声速相对于光速来说太小,就产生了明显的时间差。



天马星空一下,如果100光年外有一个文明在观察着太阳系、观测着地球,如果技术够发达,那么他们会看到我们民国的时期。那个时期相对于现在来说是很落后的,如果他们趁机想来占领地球,在路途中再耽搁千年。等他们到达地球,允许我们的科技会远超过他们。这个也是《三体》中出现的一个观点。但是事实确实如此,我们每天仰望天空,看到的都是那些星星的过去。



科学黑洞


是的。由于光速是有限的,因此我们看远方的天体,都无法看到他们现在此时此刻的状态,只能够观察他们的过去。其实都不用100光年外这么远,以离我们最近的恒星,也就是太阳为例,太阳发出的光要经过八分钟左右才能够到达地球,因此我们看到的也不是此刻的太阳,而是八分钟以前的太阳。

这也是不少科幻电影或科幻小说中描述的场景:一艘远离地球的宇宙飞船与地球通信时,要经历蛮长的延时,因此无法得到地球的有效指挥,只能够靠自己做出判断,决定下一步该如何去做。

不过有一个问题或许更有趣,这些天体与地球的距离是如何测量的呢?

对于近处的天体,如月球,最简单的方法就是发射一束激光,测量其返回地球的时间;对于太阳系内部的行星,通过测量其运行的周期,就可以计算得到它的轨道半径,从而计算出与地球的距离;

地球到太阳的距离可以通过三角法(视差法)获得。什么是视差法呢?如果你是一位军事爱好者,肯定会得知其原理。伸直你的手臂,翘起大拇指,先闭上左眼,用右眼看大拇指在目标附近的位置;再闭上右眼,用左眼看大拇指目标附近的位置。如果这两个位置的距离我们事先知道,那么就可以用相似三角形的办法得到我们与目标之间的位置。想要学习的同学可以自行去查找详细资料。由于太阳系内的行星轨道可以计算出来,因此就可以套用视差法计算出太阳到地球的距离了。

对于其他的恒星,近一些的也都可以用视差法确定。更远的就要利用造父变星测距法等更复杂的方案了。


看风景的蜗牛君


是这样的,即便是我们看到的太阳,也只是8分20秒前的太阳,而不是太阳的实时状态,太阳的实时状态需要8分20秒后,才能被我们肉眼看见。

即便快若光速,在宇宙中的传播,到达我们这里,也需要漫长的时间,看到100光年外的星球,那只是100年前的它的样子。

很多朋友都喜欢问,如果一瞬间可以到达一亿光年外,此时再借助非常先进的望远镜,可以看到地球上的恐龙吗?

是的,只要你可以完成上述种种操作,并拥有这样的无可匹敌的望远镜的话,你是可以看见一亿年前地球的景象的。

再细微到我们日常生活中的现象,我看远处的景物,那个景物都不是它实时的状态,只是,毕竟这么短的距离,对于光速来说,太近,我们体会不到什么差异。

看月亮,看到的只是1秒前的月亮。

我们现在利用望远镜还可以“看到”最古老的光线,来源于宇宙大爆炸后的第30余万年,那个时候,宇宙的第一缕光线开始在宇宙间传播,经过了138亿年,此时这些光已经不可见了,波长被宇宙膨胀拉得很长变成了微波,这也就是散布在各个角落的宇宙微波背景。


科学船坞


理论上是可以的,只要你拥有一台超级天文望远镜,这台望远镜甚至要比整个地球还要大!

我们都知道,此刻我们看到的太阳是8分钟之前的太阳,因为太阳光来到地球需要8分钟。所以说如果此刻太阳突然消失,我们仍然能够享受到8分钟的阳光沐浴!

同时,由于光速是固定的,我们看到的很多天上的星星可能更久远,是上亿年前的恒星,有的恒星甚至已经走向死亡!

但是并不是说无论天体距离我们多远,只要望远镜的功能够强大,就一定没看法它的过去!

这里就涉及到“哈勃定律”,指出来自遥远星系的光会发生红移,这是因为我们的宇宙在加速膨胀,这让光线的波长越来越长,会发生红移现象!

所以,如果一个天体非常遥远,它的光线传到地球时因为红移现象已经成为红外线,即使拥有强大无比的望远镜,我们也很难观看到很久之前的事情!

最后说明一点,虽然理论上我们能够看到100年前的事,但那是建立在无比强大的望远镜前提下,而如果有能力制造出这样的望远镜(想象下,比地球还要大),我们肯定有能力在短时间内直接到达100光年外的天体,直接过去观看岂不更方便?


宇宙探索


理论上来说是这样子的,人类之所以能看见某件物体,那是因为光在物质的表面形成了反射,而在地球上,因为距离比较短,我们的眼睛几乎在一瞬间就能接受到来自于光线的反射,而在宇宙之中,光可能需要成千上百年才能抵达地球,被人类的空间探测器所捕捉,所以理论上,如果一百光年之外有一个星球对着人类发射了一道光 ,那么人类需要100年之后才能接收到,所以问题基本是正确的。


以下是延展知识 :

实际上人类在进行宇宙探索的时候,我们所看到的宇宙其实并不是我们所看到的样子,虽然这句话听起来有些矛盾,甚至语句不通,但实际上就是这个样子的,我们从望远镜当中捕捉到的画面实际上可能已经过去很久很久了,这个时间的跨度可能是几十年,几百年,甚至几亿年,那么这是为什么呢。

那么从爱因斯坦奠定了光速上限论这个基调开始,这一百年来,基本上所有的科学理论和研究都是基于相对论而来的,那么我们都知道人类之所以能看见某一件东西,是因为光线照射在这件物体上然后折射进入人的眼睛,那么宇宙中也是如此,我们在宇宙中捕捉到的所有一切要么来自于光的折射,要么就是光的直射,而这两种方式都需要光进行传播,而光的传播需要时间,这个时间一般取决于空间距离的长短,也就是说离地球有多远。

这里可以举个例子,太阳发出的光到达地球的时间是8分19秒,到达火星需要12分47秒左右,到达最远的海王星需要250分钟,而到达太阳系的边缘奥尔特云则需要一年,也就是说我们地球上所看到的太阳永远都是8分钟之前的太阳,那么同理,我们在望远镜当中看到的宇宙也是一样的,只有当远方的光传递过来,并且被人类捕捉到之后,我们才能看见,而如果距离太远,空间跨越距离达到410亿光年以上,光几乎永远无法传递过来,那么这样人类是永远看不见的,而这个距离也被称之为人类宇宙视界极限,超出这个距离之外,就是所谓的视界平行宇宙。

是的,宇宙当中皆为过去,可能在我们眼中的一颗发光发热的恒星其实早已经死亡了,我们所看到的不过是过去某一个时段的恒星状态罢了,那么假如人类未来真的在宇宙中发现新的生命,如果距离并不是很远,那么当人类赶到的时候,这群生命种群或者还活着,但是如果距离太远,人类的科学技术又无法出现颠覆性的革新,那索性还是算了,或许这个宇宙真的可能存在无数的生命,但是宇宙实在太过于庞大,将各个不同的生命隔离在不同的时空范围之内,就目前来说,还没有任何的生命种群可以打破这样的宇宙枷锁,跳出时间和空间的格局之外。

那么,对于这样的宇宙法则,人类是否能跳出时间和空间的格局之外呢,答案当然是未知,并且感觉是不太可能,毕竟这太难想象了,目前,人类面临的最大的挑战,一个是速度,一个是寿命,其中速度已经成为了人类探索宇宙空间外最大的掣肘,人类需要更快的速度来帮助人类走出地球,去往其他的行星,而同时人类也需要拓展生命周期,毕竟区区几十年的时间来于宇宙来说,犹如过眼云烟一般短暂............


种植恒星


是的。由于光速有限,光从发出到到达我们的眼睛需要一定的时间,所以我们看到的任何物体,都是它在某段时间之前的样子,这个“某段时间”的长短取决于光传播的时间。

比如我们看到的100光年外的恒星是该恒星100年前的样子,我们看到的织女星是它25.3年前的样子,我们看到的牛郎星是它16.8年前的样子,我们看到的比邻星是它4.2年前的样子,我们看到的太阳是它8.3分钟前的样子,我们看到的月亮是它1.3秒前的样子,我们看到的3米外的一个帅哥/美女其实是他/她0.00000001秒前的样子。

由此可见,对于我们身边的东西,我们可以忽略光传播的时间,因为我们人类可能只能感知0.1秒的差别,所以0.00000001秒的时间可以忽略为零。但是到了天文的尺度上,光传播的时间就很难忽略了,比如我们往织女星发一个光信号,假设那边有织女星人并且回复了我们的信号,等我们收到回复的时候也已经是50年之后了,当初负责发信号的即使是个新员工,收到回复时都已经退休了。对于更远的天体,100光年、1000光年、10000光年,往往会提醒我们,我们人类的寿命是多么的短暂。很多东西,比如空间和时间,只不过是在数量上大一些,就能让我们体验到人类的渺小。

需要注意的是:当距离更远的时候,比如几十亿光年,还需要考虑宇宙膨胀的因素,比如130亿年前发出的光到达地球的时候,光源离我们的距离已经有290亿光年远了,这时候就不能说“xx亿光年外的天体看见的就是发生在xx亿年前的事”了。

宇宙浩瀚无垠,个人水平有限。如有疏漏,请多指教。


乔小海


对,看到100光年外的天体就是100年前的,它现在什么样子我们不知道。

我们看见远方天体是因为它所发的光被我们接收到,而光传播不是瞬时完成的,它是以一个恒定速度传播。(此处忽略宇宙膨胀)而这个恒定速度我们称为光速,而光年就是根据光速定义的,也就是以光速一年所走过的距离。

因此,100光年的天体被我们看到就意味着这束被我们看到的光已经走了100年了,也就是说它是100年前发出的,所以我们看到的就是它100年前的样子。

《三体》里有一句话:“光锥之内是命运”,光锥以内发生的事,你也许还没看到,但事情已经发生了,你无法改变。比如100光年外的一颗恒星在50年前爆发了,我们现在还无从知晓,但命运已经决定了。。。。


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