假設有一顆恆星以光速離我們遠去,那它發出的光我們是不是永遠看不到?

深秋177421715


答:如果真的以光速遠離我們,那麼我們將看不到恆星發出的光線;如果無限接近光速,那麼我們看到的恆星光線,會發生嚴重的紅移效應,直到我們的儀器無法探測。


光速不變原理,適用於任何參考系,所以無論恆星以多大的速度遠離我們或者我們遠離恆星,恆星發出來的光線都是以光速c運行。



相對遠離的物體,對方發出來的光線,到另一方接收光線,會發生紅移效應,表現為接收方看到的波長比發射方的波長更長,相對運動的速度越大,這種差別越明顯。


如果相對遠離的速度無限接近光速,那麼在理論上,發出的光對於接收方就會發生無限紅移,波長越長的光子能量越低,所以接收方探測到對方的光線會越來越弱,直到儀器也無法探測到。



從恆星的參考系來看,當恆星的遠離速度無限接近光速的時,恆星所在參考系的時間接近停止,時間流逝速度變慢,那麼恆星就相當於不再發出光線,那麼我們當然就看不到恆星了。



當然,這只是理論上的分析。


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艾伯史密斯


假設有一顆恆星以光速離我們遠去,那它發出的光我們是不是永遠看不到?

從某種意義上來理解的話確實是這樣,如果光源以足夠高的速度遠離,那麼我們將永遠都無法看到它發出的光線....因為這些光線的波長將被拉長至電磁波段,無論是哈勃還是TESS,或者未來的詹姆斯韋伯都無法從電磁波段來檢測到它們的存在......但FAST可以,綠岸射電望遠鏡也可以,未來的平方公里陣列更可以!

光速不會因為光源的移動發生改變,但它的波長會發生改變,如果速度足夠快那麼無論是靠近還是遠離,都將向波長的兩端移動,最終進入電磁波段!

可見光只是電磁波段中的一小段而已!

題主需要搞清楚一個概念是,光速遠離的恆星並非是恆星自身的原因,而是宇宙膨脹所導致的,這也是廣義相對論下所允許超光速物體遠離的唯一原因!

這也是不違反狹義相對論下進行光速旅行和超光速旅行的唯一方法,至少到現在為止是這樣,也是《星際迷航》和《三體》的曲速與曲率飛的理論基礎!如果你有興趣,不妨留言討論下!


星辰大海路上的種花家


先指出達到光速是不可能的,除非這麼多年的物理探索都是錯的;

其次光線既然向地球發出了,說明它肯定會達到地球(中間不考慮其他的因素);

最後,由於存在相對運動,光線會發生紅移,一般只要波長大於760納米的光波,人眼就識別不了了,也就是不可見,只有靠儀器了。

原因:

①由於物體在高速運動時,相對論效應不能忽視,所以高速狀態下的質量會變大,並且隨著不斷逼近光速,質量會上升到無窮大,而進一步的加速已經不可能實現了,因為沒有這麼多的能量提供。

光速是恆定的,在任何觀察者眼中,大約每秒30萬公里的數值是不會變的,也就是說,恆星某個時刻發出的光,都會獨立的向遠處傳播。因此是可以傳播到地球的。

③參考電磁波的多普勒效應,由於恆星在以無限接近光速的速度遠離我們,因此我們接收到的將是無限紅移的光波(也就是光頻率無限變小)

見上圖公式,fb是我們接收到的頻率,fa是恆星剛發出時的頻率,v是遠離速度。

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賽先生科普


是的,假如恆星光速遠離,它發的光我們是看不到了。但不一定永遠看不到。

根據問題描述,題主想問的應該是關於宇宙膨脹的,而這正是恆星光速遠離的唯一方式。因為根據相對論,物體運動是不可能達到光速的,但是宇宙膨脹是時空自身的膨脹,不在此限。



而按照目前的觀測結果,得到一個哈勃常數,根據哈勃常數可以計算出當天體離我們多遠距離時,膨脹導致的天體遠離速度剛好達到光速。而這個數值剛好大致等於宇宙的年齡乘以光速。也就是大約在138億光年處,天體的退行速度就達到光速了,超出這個距離,天體就不可見了。



另一方面根據宇宙年齡和宇宙膨脹係數,我們能確定宇宙誕生後的一個可觀察宇宙的理論值範圍,超出這個範圍的天體我們是無法觀測到的。這個值現在被確定為半徑465億光年。它所代表的是:138億年前的天體發出的光剛好到達我們的時候,由於宇宙膨脹,該天體現在已經處在離我們465億光年處了。

這裡需要注意的是:這個現在理論上在可觀測宇宙邊緣的天體並不是離我們最遠的天體,因為更遠的天體在宇宙初期急劇膨脹中已經超光速遠離我們了,它發出的光子永遠到達不了地球,這就是題主問題描述中的問題的答案——在可觀察宇宙以外還有更多的天體,但宇宙不一定是無限的。宇宙有限還是無限不是按照這個思路來的,所以就不在這裡討論了•ᴗ•(其實是寫太長了_(:D)∠)_ )


星宇飄零2099


有質量的物質當然不能以光速運動,這也包括恆星。這是相對論限制了的。

根據宇宙大爆炸理論,我們的宇宙已經誕生了138億年,但我們觀測到的空間直徑有920億光年。這個事實告訴我們,宇宙空間的膨脹遠超光速。空間的膨脹速度超越光速是不違背相對論的。空間的膨脹會帶著處於空間中的星體遠離我們。



你可以想象一下,在一個氣球的表面,有幾個點。氣球膨脹的時候,彼此之間距離較近的點之間分開的速度與較遠的點之間分開的速度較慢。和氣球膨脹相似的是,離我們越遠的星體離開我們的速度就越快。

當恆星離我們住夠遠的時候,它離開我們的速度可以超過光速,這時,它發出的光就永遠也到達不了地球了。這就好比一輛時速100公里的汽車在一條以時速300公里變長的公路上行駛,它永遠也到達不了目的地。所以人類觀察到的宇宙會有一個邊界的,目前這個邊界的直徑是920億光年。

圖:目前我們觀測到的宇宙,以及地球在宇宙中的位置

從宇宙膨脹的速度來看,這個宇宙對於人類目前的科技水平來說,它是無邊無際的。但對於物理學來說,宇宙是有邊界的,這個邊界的直徑就是920億光年。因為物理學只研究我們能夠觀測到或者影響到的事物,超出這個範圍,它就不是物理學的研究對象了。


講科學堂


可以這樣假設:地球出軌了,光速遠離太陽。

那麼,太陽發出的光,與地球遠離的速度是一樣的,光的波粒二象性,無論哪一種象性都是無法追上地球,光波或者光粒子無法打到地球上產生漫反射,我們無法看到光,我們會認為太光源丟失了,或者太陽變成了黑洞。
所以,除了兩星體擦肩而過的一瞬間,我們永遠也看不到它。


快樂剪影


可以看得到。因為它發出約光是向我們奔來。只員桓星向著我們離去。這就是兩個反方向而走的不同方向的路程而已。這與桓差的離開速度無關。


地心夢


當然不會看不到,只需要時間而已。比如星球遠離地球一光年的時候發出的光,那麼等一年之後就會到達地球,只不過隨著時間的推移,到達地球的時間也越來越長!


夜焚香


先講明光與恆星是兩個事物,恆星以光速遠離,光不會穩定在出發的空間,初始點的光會始終向前,後續光補充前面的光,恆星以光速遠離,只是產生距離。光會隨時間而被發現,僅僅是光虹化了


小馬快跑77


距離達到一定程度我們就看不到了因為太遠恆星的光子可能一個月才能到達地球一個,因為太少觀測不到不是因為遠離的速度太快無法到達,宇宙膨脹的速度已經超過了光速但光還是以光速到達地球


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