02.25 人类的肉眼到底可以看多远?夜晚能看到几光年以外的恒星,是不是说明可以看到几光年?

Aaronflnn


这又是一个眼光有多快多远的问题。

其实只要是一个正常的人,能看到多远,与人眼关系不大,而是由人眼看到的物体起决定作用。

人眼之所以看到物体,是因为物体有光。人眼睛里有感光细胞,只能够看见可见光。可见光是电磁波的一小段波段,波长在0.38~0.76um之间。

除了可见光,电磁波整个波段中,还有无线电波、微波、红外线、X射线、γ射线,这些都是光波的范围,这些是人眼是看不见的不可见光,但有的动物可以看到红外线和紫外线。

人眼的这种特性是长期进化的结果。因为地球光的来源主要是太阳,而太阳光在辐射到地表时,很多波段的光都被地球大气过滤吸收掉了,这样照到地表用于照明的光主要是可见光波段。

因此人类对于其他的不可见光就没有必要进化出感光细胞了,这样人眼对于光的感受就只留下可见光这个功能了。

有些动物因为要在特殊环境下,比如夜晚活动捕食,或弥补视力不足,长久以来就进化出了对红外线、紫外线等敏感的感光细胞,就能够看到一些人类看不到的东西和色彩。

人看物体是被动的,守株待兔式的。

也就是说,人不会主动去抓取各种光,而是被动的接受环境中到达视网膜的各种可见光,就像守株待兔的守在自己的眼眶里,不会出眼眶1微米去“抓取”物体。

当来自四面八方的光来到眼前时,人的主动权就是看什么或者不看什么。

这些传入人类视网膜的物体有自己发光的,比如太阳等恒星、火光、灯光等;有对光进行反射折射衍射传到人眼中的,如本身不发光的月球、行星、房屋、人体、各种人造物、山川河流等等。

人眼能够看多远,除了眼神有问题的人,比如近视、远视、弱视、瞎子等眼睛坏了的人,主要取决于看到物体的大小和亮度。

物体越大的东西,越亮的东西,我们就越能够更远的看到,看得就更清晰。

比如,我们能够看到百十公里远的一座山,看到1公里外的高楼,但却看不清10米以外的一只蚂蚁;在夜晚能够看到10公里以外的灯光,却看不清100米远的人影。

太阳距离我们1.5亿公里,我们能够随意的看到;而病菌病毒在我们的手掌上有很多很多,有谁能够看到呢?

人眼看物体的大小是依靠人眼的视角。

视角就是人眼能够分辨的最小角度和最大角度。

我们这里只讲最小角度。

人眼的最小分辨角(角分辨极限)在教科书中表示为:U=0.610×λ/R=0.610×(5.5×10~(-4)/1) =3.35×10~(-4)rad=1.15′≈1′

式中R为人眼瞳孔在正常照度(约50勒克司)下的半径,约为1mm;λ为光波中人眼最敏感的黄绿光的波长5.5×10~(-4)mm。

这就是说,人眼识别物体的最小分辨角约为1’,这也说明,距离越近的物体,进入人眼的角度就越大,而越远的物体,角度就越小,更远了就没有角度了,怎么能够看到呢?

地球很大吧,我们在地球上只能够看到一点点局部,而到了几万公里的地方,就可以看到地球一个完整的球体,到了10万公里,地球就成了一个篮球,这时进入眼帘的分辨角就小了很多了;到了100万公里,就可以看到一个地月系统了。

但到了千万公里,地球在人的肉眼中就没有了分辨角了,这时候看到的就是亮点了,比如我们看金星,是一颗很亮的星星,而在金星位置上看地球,也有那么亮。

因为金星和地球体积差不多,与地球平均距离约4100万公里。

越亮的物体,就能够越远看到。

我们看到天上所有的星星,基本都看不到它们本身的分辨角,都是因为它们有亮光,我们才能够看到它们的光点,而不是球面。

即便用望远镜,据我所知,目前除了参宿四可以看到一个圆面,所有的恒星都无法看到圆面,即便望远镜倍数再大,也只能够看到一个亮点。

这就是越亮越大的物体,我们能够看到更远,但由于太远,我们只能看到一点光,而形不成1‘视角,即便用望远镜放大到了人眼还是形不成1’以上的视角,所以就看不到恒星的圆面。

我们人眼看到最亮的星星,除了太阳月亮,就是金星,视星等约-4.6;人眼能看最暗的星星极限为6等星。这些最亮或最暗的星星既与距离有很大关系,又与大小和亮度也有更大关系。如果又小又暗的恒星,虽然距离我们很近,人眼也看不到。

如距离我们最近的一颗恒星叫比邻星,距离我们只有4.22光年,但由于它很小亮度又低,人的肉眼无法看到。

目前我们人类肉眼能看到最远的单个恒星叫海山二,距离我们达到7000光年左右。这是因为这颗星很大很亮。

比较容易看到最远的星系是仙女座星系,这个星系很大,是我们银河系的两倍多,包含有上万亿颗恒星,这些恒星发出的光芒总能量很大,所以我们能够看得到。

观测条件好时,还可以看到三角座星系(M33),距离我们300万光年,这应该是人类目力所及最远的天体了。

如果有一个天体非常巨大,又非常亮,人眼就能够看得更远了。

超新星爆炸和伽马射线暴,是目前人类认为宇宙中发生的最极端事件,所爆发的能量一瞬间可以达到一个星系甚至若干星系辐射总能量,所以发出的光可以照亮宇宙。

这个时候人类肉眼就能够看得更远。

2008年3月19日,美国雨燕探测器发现命名为“GRB 080319B”的伽马射线暴,其视星等一度达到5等,如果对准方向仔细观测,人的肉眼是能够看到的。这束伽马射线暴之光距离我们75亿光年。

只是由于是突发事件,这个伽玛暴高光度只维持了半分钟时间,5等星的亮度还是很微弱的,因此看到的人极少。但理论上,这是人类迄今能够看到最远的亮光。

人眼看到的物体都是过去时。

我们人眼看到各种自发光或者反光物体传到眼睛,都是有距离的,而光是有速度的,在真空中约每秒30万公里,虽然很快,也还是需要时间传输的。

因此我们看到的事物都不是即时事物,都是经过一定时间传播的过去事物,哪怕1米远的东西看,也经历了1亿分之一秒的时间传输,看到的就是1亿分之一秒之前的样子。

我们看到1光年远的事物就是1年前的样子,1亿光年远的天体就是1亿年前的样子,那个75亿光年远的伽马射线暴,就是75亿年前大爆发发出的,经过漫长的75亿年传输,才到达了我们的眼帘。

说了怎么多,而且过去也从不同角度说过多次,不知道一些总认为眼光速度怎么怎么快的朋友明白了不?

欢迎讨论,谢谢阅读。

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时空通讯


准确说不是人类能看多远,而是多远的光线可以进入我们眼睛,并被我们识别。我们之所以能看到物体,是因为物体自身发出的光线或者反射的光线进入了我们的眼睛,也就是说只要眼睛可以接收到由物体射过来的光线,我们就可以看到它。

物体的大小和亮度决定你能多远能看到它,眼睛的结构决定你多远能看清它

第一点很好理解,晚上观察远处的物体总是看不清,甚至看不见,但是如果用手电筒照亮它,就容易观察多了。

虽然只要来自物体的光线进入眼睛我们就能看的物体,但是却并不一定能看清物体。这就和人眼的分辨能力有关了,而人眼的分辨能力除了和人眼的结构有关,还和一些外部环境有关,比如物体亮度等等,在理想的外部环境中,人眼也是有极限的分辨率的,人眼在结构上和摄像机非常类似,瞳孔可以调节进入光线的多少,晶状体可以进行成像对焦,对于视力好的人而言,据说可以在十米远的距离分辨出相距3毫米的两条划线,对于我来说,估计就看成一条线了。

再来说说人类用肉眼能看到的最远物体

一个物体越亮越大,我们就越能在远处看到它,宇宙中什么又亮又大?当然是恒星了。除太阳系内的星星外,我们所能看到的星星几乎全部都是恒星,而且整个天空中能用肉眼看到星星百分之九十以上都是银河系内的恒星。对于描述星星的目视亮度有一个视星等值,数值越小,代表其目视亮度越高,太阳的视星等值约为-26.7,算是最亮的“星星”了。


普通人夜晚能看到的最暗的星星视星等值约为6,整个夜空中肉眼能看到的星星数量大约有六千颗左右。单个恒星虽然很亮,但是距离太远的话,我们依然无法看到它,如果是一群恒星的星系就不一样了,三角座星系直径超过5万光年,包含4×10^10颗恒星,距离我们大约300万光年,其视星等大约为5.5,只有晴朗的夜空才能看到它,三角座星系目前被认为是肉眼能看到的最远的星星。

总结

人类的眼睛能看到多远的物体,和物体本身的大小以及亮度有关,越大越亮的物体我们越容易在较远的距离上看到,但是因为人眼的分辨极限问题,虽然我们能看到物体却并不一定可以看清它,就像我们最远能看见三百万光年外的三角座星光,但是看起来它也只是一颗小星星而已。

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漫步的小豆子


在晴朗无月的夜晚,远离喧嚣的城市,抬头就能看到满天繁星。其中几颗是太阳系中的行星,另外大部分都是远在太阳系外的恒星,还有少数几个是星云和河外星系。那么,人类的肉眼可以看到多远的星星呢?

最远的行星

水、金、火、木和土星是五颗比较容易看到的行星,但理论上肉眼最远可以看到天王星。根据计算,天王星最亮时的视星等为5.4等,这意味着在观测条件极佳的情况下,它是肉眼可见的。在这种情况下,海王星与地球的距离约为25.4亿公里(17天文单位)。

在大部分情况下,肉眼可见最远的行星是土星。土星离我们较近,距离大约12亿公里(8天文单位),并且它足够大,所以它的视亮度不低,很容易用肉眼看到。

最远的恒星

全天肉眼可见的恒星大约有七千颗,但大部分恒星离地球不超过1000光年。很多著名的亮星距离我们只有几光年至几十光年,其中包括天狼星、织女星、开阳星。

只有少数肉眼可见的恒星距离地球上千光年,例如,距离为1260光年的参宿一,距离为2600光年的天津四。而极少有肉眼可见的恒星距离地球超过一万光年,因为恒星的质量是有上限的,这使得它们的亮度也是有上限的。据估计,仙后座V762应该是肉眼可见最远的恒星,它的距离达到了1.6万光年。

最远的河外星系

虽然星系的尺寸和亮度远高于恒星,但它们离地球实在太远了,所以肉眼可见的河外星系非常少,仅有四个,其中最远的是位于300万光年外的三角座星系(M33)。

更加遥远的天体

三角座星系并非是人眼所能看到的极限,人眼还能看到比这远得多的天体。大质量恒星的死亡过程非常剧烈,它们会爆发成极为明亮的超新星,短时间内的亮度将会超过一整个星系。因此,我们其实可以看到非常遥远的超新星。

根据目前的观测记录,牧夫座方向曾经有一颗远在75亿光年外的超新星可以直接用肉眼看到。这颗超新星在两极喷发出超强的伽马射线暴(GRB 080319B),当它穿过75亿光年的遥远空间来到地球上时,它的亮度仍然高到肉眼可见半分钟。


火星一号


人类的肉眼到底可以看多远?夜晚能看到几光年以外的恒星,是不是说明可以看到几光年?

肉眼的极限分辨是6等星,当然在这个答案中包含了非常关键的一个信息,即我们肉眼感知的光感亮度极限的6等星大约是太阳的12.5万亿分之一!但却没说明到底是多少光年外,这是因为肉眼感知星星并不是以距离为标准的,而是进入眼底的光线强度!

一、是我们看到了目标?

眼睛就是一台超级精密的相机,但从来都不会有人说相机看到的了目标!一般我们以相机拍摄到了目标或者记录到了某个目标,这是因为人的视觉系统和相机是有区别的,人的眼球后有一个超级视频处理装置-大脑,可以将复杂的左右平面图像处理成立体视觉!而相机在底片后就没有任何处理系统了,现代数码相机会有基本的图像记录与处理(手机还有美颜、美图等软件)!因此我们用看见来形容我们的视觉过程,但却用记录或者拍摄到来形容相机的重要原因!

但在之前的光线收集与感光过程,其实和相机并没有差多少!因此并不是我们看到了目标,而是目标的光线进入到了我们眼底被我们感知!而这个光线来自哪里,眼睛管不着,更没法管,只要光线足够强,能被视杆细胞或者视锥细胞感知那么我们就会认为看到了目标!

二、眼睛能“看”到的最远的星星有多远?

从上文我们了解到看多远并不是取决于眼睛,而是目标的亮度等级,对于天文观测来说,我们星等来描述!

一般我们用6等星来检验视觉极限,但据报告有部分人可以看到更暗的星星,当然这是有要求的,比如视觉必须极其敏锐,而且在观测之前需要让瞳孔尽可能扩大以收集更多的光线!这里必须要提一下成年人眼球的直径大约23-24MM,而瞳孔的直径最大一般很少超过5MM,从这点来看那么大一颗眼球,只有5MM的瞳孔直径可以经过光线,是不是很浪费?当然我们不可能认为增加瞳孔直径,尽管可以使用瞳孔放大的药物,但同时调节眼球晶状体的松弛而无法对焦,导致无法视物!

六等星下范围内,我们能看到的极限大约是7500光年外的海山二,它的视星等为+4.3(最亮),当然这个星等绝大部分人看起来并无压力,不过海山二是一颗高光度蓝变星,它的亮度会随着时间逐渐变化!而另一颗则是仙后座V762可能是肉眼可见最远的恒星,距离为1.48万光年,视星等为5.87!

是不是很容易找仙后座?

三、肉眼能看到最远的天体有多远?

其实天体的概念很宽泛了,星系和超新星以及伽玛射线暴都是我们的目标!

1、最远能看到的星系三角座星系 即M33,这是我们肉眼能看到的最远的星系,距离为295万光年,而比较近的一些的则是254万光年外的仙女星系,而大小麦哲伦则分别距离16-19万光年!

2、肉眼能看到最远的超新星是多远?

肉眼能见的超新星也就是SN1987A了,距离为16万光年!

超新星爆发后在星云中扩散的过程

3、还有一个刷新人类肉眼看到极限的伽玛射线暴GRB 080319B 当然它只是在可见光波段保持在肉眼极限星等5.8等约半分钟左右,从理论上来看,被人发现的可能性极低,但它在理论肉眼观测范围内!

雨燕卫星观测到的牧夫座发生的伽玛射线暴,比较令人瞩目的是它位于75亿光年之外!但事实上,这些都是极端个案,人类肉眼所见的绝大部分星星都在银河系距离地球约1000光年内!

以银河系20万光年的距离来看,这个1000光年的直径只有1/200,在银河系地图上简直就是一个不起眼的存在,但这就是我们肉眼看到的99.9999999999%世界,肉眼的世界就这么大!

但这些都不是问题,光学玻璃透镜可以辅助我们收集更多的光线而将我们观测范围指数级扩大,比如哈勃望远镜即可观测到最暗为28等星的天体,大约为人类肉眼的6.3亿倍!


星辰大海路上的种花家


说眼睛能看多远,这个说法不是很严谨。

因为我们的眼睛,包括各种望远镜的原理是一样的,我们只是接受来自外界的电磁辐射,光也是电磁辐射的一种。

只要来自外界的光可以照射到我们这里,我们就可以看到,理论上就算来自宇宙边缘的光线,只要可以照射到我们眼睛里,同时强度可以被我们感知到,我们就可以看到。也可是说,我们的眼睛可以看到无限远。

当然,实际上我们的眼睛看不到来自宇宙边缘的光,原因是那里来的光太弱了,弱到只有世界上最强大的望远镜才可以勉强看到。

而我们眼睛可以看到的最远的天体就是仙女座星系,这是个距离我们254万光年远的星系,但是我们用肉眼就可以看的到。

所以,也可以说我们眼睛最远可以看到254万光年远的天体。


寒萧99


其实,关于这个问题,我们要搞清楚,我们之所以能够看到东西,并非是因为我们的眼睛射出了光,去捕捉这些东西。而是因为物体自身发光或者发射光,光子进入了我们的眼睛,我们才看到了它们。

而题主问到的,我们是不是可以看到几光年开外。

实际上,我们能看多远,取决于很多因素,首先,这个位置上得有能发出光子的恒星,其次,这些光子能够有能来到地球的,光子的数量达到一定的量,我们的视觉系统可以识别才行,只有满足了这三条,我们才看得到。所以,并不是说及光年外发生了什么,我们都看得到,其实我们能看到的真的很少很少。

而且,人类能看到的只是可见光,可见光只是电磁波的一个频段。实际上,有很多电磁波,我们是看不到的,也就是说有很多恒星的光,我们的肉眼是捕捉不到的。所以,科学家为了更好地探索星空,用了不同频段的望远镜进行探测。

曾经哈勃望远镜曾经在天球中找到一片最黑暗的区域,进行观测,就是下面那块用黄色边框圈起来的,当时的科学家都等着看笑话。

结果连续曝光数天后,发布了一张照片。这上面每一个光点都代表一个和银河系一样的星系,总共有3000多个,把当时的科学家们都吓呆了。

所以,能看到多远,取决于我们自身的观测能量,以及是否有光源,并且是否有光子来到地球。目前来说,肉眼能看到最远的恒星是300万光年外的三角座星系(M33)。

当然,如果哪里有超新星爆发,可能即使超过了300万光年,我们也可能看得到。


钟铭聊科学


以眼睛的分辨率是看不到那么远的 按理论来说只要光可以直线到达眼睛 就可以看到 但是星光到达眼睛时 那么大的星球 眼睛就只看成了一个点儿 你分辨不出来 别说几光年 就是太阳这么近你也只能看到一个红盘


树口袋


这个问题其实十分不严谨,因为其实眼睛并没有发射光。所以眼睛能接收到多远传来的光就可以看多远,而且还要考虑发光体的亮度


EMC旺小明


人的眼看不到几光年的距离,之所以能看见几光前距离的天体发出的光,那是因为些天体所发的光已经过几光年时间传播到达了我们眼睛能看到的距离。


盛合田园


是:

海市蜃楼除外


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