我們感觸感染到的其實都是“曩昔”。天空一道閃電,幾秒之后我們聽到遠處傳來雷聲。不止聽,我們看到的也是曩昔的景色。
聲音的速度年夜約是3秒1公里,光速則是每秒30萬公里。當我們見到三公里外有一處閃光,其實我們見到的是百分之一毫秒之前發生的工作。固然這時候差可以忽略不計,但幾秒、幾分、幾小時甚至幾年,我們可以用千里鏡朝著更遠的處所看去,看到更遠的曩昔。
秒
若是你真的想“回到曩昔”,你得昂首。
我們昂首看月亮時,看到的是一秒鐘之前的月亮。 圖:G.Hüdepohl/ESO, CC BY
月亮是離我們比來的天體鄰人,上面有山谷、山脈還有火山口。
它遠在38萬公里以外,所以光從月球到地球需要1.3秒。此月亮非彼月亮,我們見著的是1.3秒以前的月亮。
在這1.3秒內月球當然沒什么太年夜轉變,但在航空使命的節制中間與月球上的宇航員扳談時,就會感觸感染到這1.3秒的延遲。無線電是以光速傳布,所以節制中間的信息需要1.3秒才會達到月球,而宇航員的回信最快也一樣需要1.3秒。
時分
想看更遠的曩昔不是什么難事。太陽離我們年夜約1.5億公里遠,所以你一昂首就能看到8分鐘之前的太陽。
即使是離我們比來的金星和火星,也遠在數萬萬公里之外,所以我們之間的時候差一樣也稀有分鐘。當火星轉到離地球比來的時辰,我們見到的年夜約是3分鐘前的火星,但若是其它時辰,光從火星來到地球就需要20多分鐘了。
光從火星到地球的時候跟著距離的轉變而轉變。 圖:NASA, ESA, and Z. Levay (STScI), CC BY
若是你在地球上節制火星探測車,那工作就有趣了。當你以1公里/時的速度駕駛探測車時,因為光速的限制發生的時差,固然你此刻看到的是平原,但探測車可能已經跑到200米以外的坑坑洼洼里了。所以當你號令探測車停下時,它其實還會往前再開200米。
這么說來,火星探測漫游者的兩輛探測車都沒有打破任何速度記實,而是一向以每秒5厘米(0.18公里/小時或0.11英里/小時)的速度在行駛就層見迭出了。也是以,探測車需要遵循車載電腦里精心編好的法式進步,以防出事。
光速的限制給火星使命帶來了一些挑戰。 圖:NASA/JPL-Caltech/MSSS
若是再遠一點,土星,離地球比來的時辰也有10多億公里,所以我們看到的其實是一個多小時前的土星。
當2017年卡西尼號墜入土星的年夜氣層發出猛烈的反響時,我們再聽到已經是一個小時后了。
光年
夜空繁星點點,都是些很是遙遠的恒星,距離以光年計,即光一年熟行駛的距離——約有9.5萬億公里。
而人肉眼可見的半人馬座a星,其與地球之間的距離是太陽和地球之間距離的27萬倍,年夜約4光年,所以我們看到是半人馬座a星4年前的樣子。
夜空中一些撲閃撲閃的星星都是在幾百光年之外。 圖:Y Beletsky (LCO)/ESO, CC BY
沒有最遠,只有更遠。好比獵戶星座的一等星參宿四,離我們年夜約640光年。若是參宿四明天就爆炸(并且它總有一天會爆的),等我們發現已經是600年今后了。
即使不借助千里鏡,我們一樣能看到很遠的處所。仙女星系和麥哲倫星云離我們相對較近,它們的亮度足以讓我們用肉眼看到。
和仙女星系距離地球250萬光年這個數字比擬,麥哲倫星云的16萬光年的確是小巫見年夜巫。作為參考,人類在地球上蹦跶的汗青年夜約是30萬年。
數十億
數百萬光年尚且肉眼可見,若是是數十億光年以外的呢?用一臺業余的千里鏡就夠了。
固然類星體3C273遠在數十億光年以外,但用一臺小小的千里鏡就能看到。 圖: ESA/Hubble & NASA, CC BY
類星體3C273的敞亮水平甚至跨越了單個星系,它是由一個龐大的黑洞作為能量供給。因為它距離地球有25億光年,所以你可以用一臺20厘米口徑的千里鏡來不雅測。
直徑越年夜,看到的就越遠。來自莫納什年夜學的天文學副傳授Michael J. I. Brown曾用一臺直徑為1.5米的千里鏡不雅測過類星體APM 08279+5255,固然看上去只是一個微弱的小點,但也情有可原,究竟結果它離地球有120億光年。
地球尚且只有45億年的汗青,宇宙自己也僅有138億年。親眼看到類星體APM 08279+5255,四舍五入一下就半斤八兩于是回首了整個宇宙的汗青。
只要千里鏡足夠年夜,你就能看到120億年前的類星體APM 08279+5255。 圖:Sloan Digital Sky Survey, CC BY
所以你要記住,當你昂首瞻仰星空的時辰,你見到的并非此時此刻,而是曩昔。
蝌蚪五線譜編譯自space,譯者 狗格格,轉載須授權
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