夜晚的星光都是数千万年以前发出来,所以今天看到的一切都是假的吗?
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没错,我们今天看到的一切都是假的,都是世界过去的样子。甚至我们接受的光线在过去对当时的世界有影响,我们看到的只是改变前的过去,而永远看不到宇宙现在的样子,也测不到宇宙现在的样子。
星光有数千万年前发出的,不过我们肉眼看不到,肉眼看到的星光最多是几百或几千年前发出的。用天眼等仪器可以探测到几千万年及几百亿年之前发出星光。
比如太阳距离地球平均1.5亿公里,太阳光,从发出到我们眼中大概要走八分钟。所以我们在地球上看到的是八分钟之前的太阳。
月亮距离地球平均38万公里左右。月球反射太阳光到达地球,大概需要1.2秒,所以我们看到的是1.2秒之前的月亮。
人的身高大约1.7米,从脚到眼睛取平均值1.6米。光速299492458m/s。光从脚传播到眼睛大概需要5.34×10^-9秒。所以我们低头看脚,看到的是5.34×10^-9秒之前的脚,看不到现在的脚。
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“夜晚的星光都是数千万年以前发出来,所以今天看到的一切都是假的吗?”,遥望星空就是在回顾宇宙的历史,为什么会这样?因为我们看到事物的过程都是有“延迟”的,而这个“延迟”就和光速有关。
我们眼中的世界存在“延迟”
我们通过眼睛观察世界的过程其实就是眼睛接受电磁波的过程,而电磁波在这里就是信息的载体,我们知道电磁波的传播速度为光速,光速虽然很快但其依然是一个有限的速度,这就说明,无论被观察事物距离我们多近,搭载其状态信息的电磁波进入人眼总是需要耗费时间的,因此我们看到的世界与“此时此刻”的世界总是有延迟存在,这个延迟随着事物与我们的距离增加而增加。
太阳距离地球约1.5亿公里,光走完这个路程大约需要八分二十秒,因此我们在地球上看到的太阳,其实是八分二十秒之前的太阳。与太阳系最近的恒星系统是南门二,其距离我们大约有4.2光年远,也就是说我们现在看到的南门二其实是4.2年前的南门二。虽然有些悲凉,但这是无法改变的事实,因为光速就是信息传递的极限速度。
世界虽然有延迟,但却可以真实的影响我们
虽然我们看到事物都有“延迟”,但这并不代表我们眼中的世界都是假的。以我们的太阳为例,当我们抬头望向太阳时,太阳的“像”会进入我们眼睛,由于光速的限制,我们知道这个“像”由八分二十秒之前的太阳产生,此时此刻太阳产生的“像”还没有传播到地球,在你看到太阳的“像”时,还会感受到它的光和热,这些都是八分二十秒之前的真实太阳对我们的影响。由于信息与能量的传播速度最快为光速,所以当下时刻的太阳无论发生什么变化都无法影响当下时刻的地球,能对我们造成影响的就是我们眼中这颗八分二十秒之前的太阳,所以你还认为眼中的世界是假的吗?
我们眼中的星光也未必是真实的
同样,你看到的世界未必都是真的。虽然我们看到的星光是由实际天体所发出,但却并不一定能代表其最真实的信息。广义相对论认为引力本质上是时空弯曲的几何效应,在大质量天体附近,时空会产生畸变,远处天体的星光在经过这些区域时就有可能产生多重成像,这其实是一种引力透镜效应,因此你所看到的星光也可能是被引力场“加工”之后的“产品”。所以,你眼中的世界未必都是真的。
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原创
为什么我们看到的星星都是假的呢?因为这些恒星距离地球很远啊,就拿最近的比邻星来说,它距离地球4.2光年,我们看到的比邻星只不过是它4.2年前的历史画面,因为它发出的光需要经过4.2光年才来到地球,如果我们要想知道比邻星的最新状态,必须再等4.2年,当然这个状态依然不是它实时状态,我们永远不可能看得见它的实时状态;还有用肉眼可以看到的最远恒星海山二恒星,它距离地球6000光年,它的光是在6000年前发出来的,我们现在看到的海山二恒星只不过是它6000年前的样子,它的最新动态需要6000年后才能看到,而在这期间,海山二恒星到底是死是活,人类一概不知。
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题目说的夜晚的星光都是数千年以前发出来,这个说法谁看了也会认为是肉眼看到的。
但夜晚看到的星光都不是是数千万年前发出来的,绝大多数都是一百年前发出来的。
我们肉眼晚上看到的恒星只有6000颗左右,距离我们最近的是半人马座a星,只有4.3光年,天上最亮的恒星叫天狼星,距离我们8.6光年。这6000颗左右的恒星基本都在1000光年以内,极少有超过1000光年的。
而且绝大多数恒星都是在100到几百光年范围内的。
人类肉眼能够看到最远的恒星,是距离我们6500光年的海山二,这颗恒星的质量有太阳的120~200倍,而且在恒星演化后期,膨胀变化和亮度变化都很大,所以人们才能看到。
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我们夜晚抬头看星空,如果没有光污染和空气污染,能够看到一个比较明亮的星空。这当中一个个光点其实来头都不小。除了极少数的太阳系内的天体,绝大多数都是太阳系外的天体甚至是星系。
我们看到的星光实际上也不是此时天体才发出的光,它可能很久远,甚至比我们的年龄还要久远。为什么会这样呢?
光速
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今夜的星光,是亿万年前的星光,你还爱我吗?
今晚的星光,本来是一个科学的问题,也是这几年才在普通的老百姓里传开。可是这个问题,早在人类还没有从树上下来,没有走出非洲大陆的时候,这个问题就存在了。
真与假,它只是一个自然现象,因为在真实的事实里是:一颗星星的光,从它自身发出,或者是被反射出来,要达到地球,得经过亿万的光年,才能到达地球,这是无庸置疑的科学事实。可对于我们一个平常百姓来说,这种问题,还不如问自己的情侣“我爱我吗?”这样一个虚无而有义意的问题。
星光这种东西,是科学家们的问题,他们通过星光,可以发现陌生的星球,甚至是黑洞这种更高级的学问。而今天又在往普通人的脑海里灌输的,又是一种叫做量子纠缠的东西。
我是无法理解,什么是量子纠缠?也说不清楚,大意就是,在量子的世界里,什么是量子呢?反正就是肉眼看不见的一种更细微的物质,你要观察它的时候,它就是处在运动的状态,而不观察它,它就不运动。
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由于光线的传输需要时间,理论上我们看到的世界,都不是现实的,而是过去某个时期的状态,这个时间距离我们的感知有多少时间差,取决于它们距离我们的远近。
我们眼睛能够捕捉到外界物体的状态,其实都能归结到恒星发出的光线来。要么是宇宙中的恒星直接发出的光线,要么就是其它星体或者物体反射的光线。虽然光线传播速度非常快,但它也有速度极限,即是3*10^8米/秒。因此,实际上只要光线来源与我们的眼睛、或者观测仪器之间有距离存在,那么就需要经历一定的时间。
我们看到周围地球上的物体,由于它们距离我们很近,从它们自身到反射光线到达我们的眼睛的时间极短,物体的信息被我们眼睛捕获到以后,它的特征信息就会在我们的大脑中“成像”,这个成像过程所需要的时间可以忽略不计,因此我们可以认为看到的就是物体的现实状态,也就习以为常了。但严格意义上来看,哪怕这个时间差只有几微秒,它也代表的几微秒之前的物体历史状态。
如果我们把距离逐渐放大,那么光线从发出一直到达我们的眼睛,这个时间差也会相应增加,比如月球反射的太阳光到达地球需要1.3秒,我们看到的是月球1.3秒的过去。太阳光线到达地球需要8分钟,我们看到的太阳就是过去8分钟之前的状态。北极星距离我们400光年,那么从它发出的光线开始,到我们眼睛接收需要400年的时间,我们看到的只是它400年前的样子。同样,我们通过天文望远镜捕捉到几百亿光年之外宇宙星体发出的微弱光线,也只能是它几百亿年前的模样。
虽然我们看到遥远星系的状态是很多年以前的历史状态,但这是由光线传播速度上限决定的,并不代表我们看到的现象是虚假的,它是由实打实的星体发出或者反射的光线,这个是客观存在的事实,即使我们在接受到信息以后这个星体发生了变化或者消失。于是,造成了我们在了解和判断这个星体状态时,不可避免出现了滞后性,不能及时准确地认知这个星体而已,想要知道现在怎么样,必须还要再等待相应的光线传播的耗时而已。
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月夜满天星辰,我们抬头仰望星空,目光所及都是它们过去的样子,星光入眼当然都是真的,只是这些星光需要跨越漫长时空才会到达地球,而此时此刻它们发射出的光要延续到几年、几千年之后才能到达地球被我们看到。
上边图片中就是美丽的银河,是摄影师在海拔5000米的智利安第斯山脉附近拍摄,明亮的木星在银河系中央凸起,在它的右侧是明显较暗、发黄的巨大恒星心宿二,而在最右边缘小是银河系卫星星系之一小麦哲伦星云。图源:NASA官网
狭义的来说“星星”就是指夜空中那些发光的“点点”,大体上可以分为以下几类:
- 太阳系内距离地球较近的一些行星,例如金星、木星、土星等;
- 有的时候在夜空中可以看见那些移动的星星,它们可能是人造卫星或者国际空间站,例如我国的东方红一号就可能被肉眼看见;
- 肉眼可见的最多的星星就是恒星了,例如北斗七星、天狼星、北极星、牛郎星、织女星等等,这些恒星都在距离我们几十到几百光年的范围内;
- 最后一类就是河外星系了,但是河外星系肉眼看见是很困难的,因为距离我们太过于遥远,这里包括距离银河系相对较近的大小麦哲伦星系、仙女座星系、三角座星系,最远的就是三角座星系了距离我们大约300万光年。
银河系的直径最新数据是20万光年,太阳系位于它的一条旋臂之上,距离银心大约2.6万光年,一般我们肉眼可见的恒星都在上图中“小白圈”范围之内。
我们都知道光速是30万公里每秒,而人类眼睛看见物体是因为有光线进入到我们的眼睛,那么一个物体发出的光到达我们的眼睛就不是瞬时的,而是需要时间的。尤其是当距离大到不可忽略光行时间的时候,就例如太阳和地球平均距离是1.5亿公里,光从太阳表面到达地球大约需要8分20秒。这也意味着我们每天看见的太阳都是它8分20秒之前的样子,如果太阳此时此刻突然消失,那么它消失时候的场景会在8分20秒之后地球上才能看见,届时地球就会彻底进入黑暗时刻。
图源:NASA官网
就是在日常生活中也是如此,一个物体在一米之外,我们看见的它也是之前的样子,只是这个时间间隔会非常的断,光速飞行一米的时间还是可以忽略不计的。所以说我们看到的都是过去,科学的来讲“放眼未来”是做不到的。
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由于光速有限,实际上我们看到的一切都是有延迟的,我们看到数光年外星星,其实是恒星数年前的样子,位置也发生了变化,看到的太阳是8分钟前的太阳,看到的月亮是1.3秒前的月亮,甚至我们看到镜子前的自己,也是数纳秒前的自己。
相对论告诉我们,光速是宇宙中物体运动的最高速度,大约为30万公里每秒,而光年是距离单位,一光年大约是9.46万亿公里;我们常说某某天体距离我们多少光年,比如比邻星距离我们4.2光年,北极星(勾陈一)距离我们434光年,仙女星系距离我们254万光年。
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假设一颗恒星距离地球1000光年。来自恒星的光需要大约1000年才能到达地球。然而,如果在此期间这颗恒星死亡,我们仍然能够看到天空中的那颗恒星。真的是这样吗? 恒星过去在那个地方。因为没有任何东西能比光传播得更快,因果效应也不能。
因此,从我们所处的位置来看,恒星仍然在我们的天空中,因为我们可以与之互动的空间随着它与我们距离的增加而变得更久远。换句话说,我们总是被过去所包围。 当你看着你的手表时,你看到了过去。大约一两纳秒延迟。 这种情况很少发生在银河系的恒星身上。原因是银河系的大小约为100000光年,但大多数恒星的年龄是以数百万或数十亿年为单位测量的。
所以,光对我们的传播时间只是恒星寿命的一小部分。你需要看到一颗生命即将结束的恒星。比如猎户座中的参宿四,这是一个巨大的超级恒星,可能在它生命的最后10万年。然而,它离我们只有大约700光年,所以只有不到1%的可能性,它已经爆炸了,光正在到地球的路上。 如果你看的更远,比如其他星系,那么这个问题就会出现。
伽马射线爆被认为是巨恒星死亡的信号。它们在数十亿光年之外的星系中可以看到,但是产生它们的恒星寿命可能是一百万年。在这些情况下,我们甚至看不到用大型望远镜就能看到。 在这两者之间的某个地方,我们可以用望远镜看到附近其他星系中最亮的大质量恒星,比如距离数百万光年的仙女座星系。这些恒星很可能已经爆炸成超新星,因为它们也有几百万年的寿命,但是我们仍然认为它们是“原样”。