当我们抬头仰望星空时,看的是过去吗?

我们感触感染到的其实都是“曩昔”。天空一道闪电,几秒之后我们听到远处传来雷声。不止听,我们看到的也是曩昔的景色。

声音的速度年夜约是3秒1公里,光速则是每秒30万公里。当我们见到三公里外有一处闪光,其实我们见到的是百分之一毫秒之前发生的工作。固然这时候差可以忽略不计,但几秒、几分、几小时甚至几年,我们可以用千里镜朝着更远的处所看去,看到更远的曩昔。

若是你真的想“回到曩昔”,你得昂首。

我们昂首看月亮时,看到的是一秒钟之前的月亮。 图:G.Hüdepohl/ESO, CC BY

月亮是离我们比来的天体邻人,上面有山谷、山脉还有火山口。

它远在38万公里以外,所以光从月球到地球需要1.3秒。此月亮非彼月亮,我们见着的是1.3秒以前的月亮。

在这1.3秒内月球当然没什么太年夜转变,但在航空使命的节制中间与月球上的宇航员扳谈时,就会感触感染到这1.3秒的延迟。无线电是以光速传布,所以节制中间的信息需要1.3秒才会达到月球,而宇航员的回信最快也一样需要1.3秒。

时分

想看更远的曩昔不是什么难事。太阳离我们年夜约1.5亿公里远,所以你一昂首就能看到8分钟之前的太阳。

即使是离我们比来的金星和火星,也远在数万万公里之外,所以我们之间的时候差一样也稀有分钟。当火星转到离地球比来的时辰,我们见到的年夜约是3分钟前的火星,但若是其它时辰,光从火星来到地球就需要20多分钟了。

光从火星到地球的时候跟着距离的转变而转变。 图:NASA, ESA, and Z. Levay (STScI), CC BY

若是你在地球上节制火星探测车,那工作就有趣了。当你以1公里/时的速度驾驶探测车时,因为光速的限制发生的时差,固然你此刻看到的是平原,但探测车可能已经跑到200米以外的坑坑洼洼里了。所以当你号令探测车停下时,它其实还会往前再开200米。

这么说来,火星探测漫游者的两辆探测车都没有打破任何速度记实,而是一向以每秒5厘米(0.18公里/小时或0.11英里/小时)的速度在行驶就层见迭出了。也是以,探测车需要遵循车载电脑里精心编好的法式进步,以防出事。

光速的限制给火星使命带来了一些挑战。 图:NASA/JPL-Caltech/MSSS

若是再远一点,土星,离地球比来的时辰也有10多亿公里,所以我们看到的其实是一个多小时前的土星。

当2017年卡西尼号坠入土星的年夜气层发出猛烈的反响时,我们再听到已经是一个小时后了。


光年

夜空繁星点点,都是些很是遥远的恒星,距离以光年计,即光一年熟行驶的距离——约有9.5万亿公里。

而人肉眼可见的半人马座a星,其与地球之间的距离是太阳和地球之间距离的27万倍,年夜约4光年,所以我们看到是半人马座a星4年前的样子。

夜空中一些扑闪扑闪的星星都是在几百光年之外。 图:Y Beletsky (LCO)/ESO, CC BY

没有最远,只有更远。好比猎户星座的一等星参宿四,离我们年夜约640光年。若是参宿四明天就爆炸(并且它总有一天会爆的),等我们发现已经是600年今后了。

即使不借助千里镜,我们一样能看到很远的处所。仙女星系和麦哲伦星云离我们相对较近,它们的亮度足以让我们用肉眼看到。

和仙女星系距离地球250万光年这个数字比拟,麦哲伦星云的16万光年的确是小巫见年夜巫。作为参考,人类在地球上蹦跶的汗青年夜约是30万年。


数十亿

数百万光年尚且肉眼可见,若是是数十亿光年以外的呢?用一台业余的千里镜就够了。

固然类星体3C273远在数十亿光年以外,但用一台小小的千里镜就能看到。 图: ESA/Hubble & NASA, CC BY

类星体3C273的敞亮水平甚至跨越了单个星系,它是由一个庞大的黑洞作为能量供给。因为它距离地球有25亿光年,所以你可以用一台20厘米口径的千里镜来不雅测。

直径越年夜,看到的就越远。来自莫纳什年夜学的天文学副传授Michael J. I. Brown曾用一台直径为1.5米的千里镜不雅测过类星体APM 08279+5255,固然看上去只是一个微弱的小点,但也情有可原,究竟结果它离地球有120亿光年。

地球尚且只有45亿年的汗青,宇宙自己也仅有138亿年。亲眼看到类星体APM 08279+5255,四舍五入一下就半斤八两于是回首了整个宇宙的汗青。

只要千里镜足够年夜,你就能看到120亿年前的类星体APM 08279+5255。 图:Sloan Digital Sky Survey, CC BY

所以你要记住,当你昂首瞻仰星空的时辰,你见到的并非此时此刻,而是曩昔。

蝌蚪五线谱编译自space,译者 狗格格,转载须授权


  • 发表于 2019-01-17 00:00
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