假如站在2200光年外看地球,能親眼目睹到古代的秦漢盛世嗎?

詩海文蹤


這個問題並沒有那麼複雜,通過簡單的計算就可以回答。

計算之前,要先明白星星亮度的等級劃分。

01

星星的等級:星等

我們能不能看到星星是與星星的亮度有關的。當然,這個亮度是在地球上觀察時感受到的亮度。

天文學上,把星星的明亮程度稱為星等,通俗一點就是:星星的等級。

天文學規定,星等數越小,說明星越亮。

不同星等代表的亮度差別,大致如下:

  • 每相差 1星等,亮度大約相差 2.512 倍;

  • 每相差0.1星等,亮度大約相差1.0965倍;

  • 1 等星的亮度恰好等於 6 等星的 100 倍。

在地球上觀察:

天空中有一等星21 顆,二等星有 46 顆,三等星 134 顆,四等星共 458 顆,五等星有 1476 顆,六等星共 4840 顆,共計 6974 顆。

當然,我們在北半球可以看到大約3500顆星星。

星等還可以是負值(表示比一等星還要亮):

例如,太陽是 -26.7 等,滿月的亮度是 -12.6 等,金星最亮時可達 -4.4 等。
而當今世界上最大的天文望遠鏡能看到暗至 24m 的天體,而哈勃望遠鏡能拍攝得到的最暗星等達 30m。

02

2200光年外,看地球

下面我們嘗試計算一下在2200光年外看地球,地球的星等是多少。

注意:以下計算並未考慮衍射效應。

梳理已知條件:

1.太陽的星等是 -26.7,我們把地球和太陽對比。

2.地日之間的距離是1.5億公里,即

8分鐘光程。

3.地球的光亮來自於太陽光的照射。

先比較地球的光強和太陽光強之間的比例:

可以用地球的表面積S1,除以地球軌道所在球面的面積S2。

星星的可視亮度比值做如下近似:

即:可視亮度比≈亮度比×半徑平方之比


太陽和地球作對比:

換算成星等(每6等差100倍)差異約為72等,太陽為-26.7等,即地球約為45等星的亮度,即45m。

而當今世界上最大的天文望遠鏡能看到暗至 24m 的天體,而哈勃望遠鏡能拍攝得到的最暗星等達 30m。

所以,別說肉眼了,連哈勃望遠鏡也看不見!

當然,這還只是看到地球,如果想要看到地球上的人和事物,更是天方夜譚了!

想象中的秦漢盛世,再也見不到了!


宇宙物理學


宇宙中凡是會發光的事物,其產生的光都會以光速在宇宙中傳播,所以我們看到的宇宙天體距離我們多少光年?我們所看到的基本就是它多少光年之前的樣子(忽略宇宙膨脹作用)。

比如我們看太陽,距離我們約1.5億公里,它發出的光跑到我們地球上需要八分鐘十幾秒,所以我們看到的太陽實際上是它8分十幾秒之前的樣子,我們看到的天狼星距離我們約8.6光年,那麼我們看到的就是天狼星8.6年之前的樣子,仙女座星系距離我們約256萬光年,我們看到的仙女座星系也是它256萬年前的樣子。




那麼如果我們走出地球,來到宇宙中回望地球,理論上來講,我們距離地球多遠,能看到的就是這個距離除以光速得出的時間的樣子,比如如果我們距離地球近70光年,那麼理論上講我們應該能看到開國大典;如果距離地球100光年,我們應該能看到五四運動;如果距離地球1000光年,我們能看到北宋繁榮時期的情景;如果距離地球2000光年,我們就能看到新朝王莽時與綠林赤眉起義;如果距離地球2240光年,我們也應該能看到秦始皇登基時的情景。






然而,理論很豐滿,現實很骨感。上面所講的只是理論上的事情,如果真距離地球那麼遠,實際上依靠我們現在的天文學技術,別說看到當時的人等事物,就連地球都看不到。即便只在距離地球70光年遠的地方,如果不通過掩星法(行星在視覺上經過恆星表面的時候阻擋恆星的部分光輝)的方式,以今天的觀測技術也是看不到我們所在的地球的。


這是因為地球只是一顆行星,並非是發光的天體,人類本身以及身邊的事物,除了燈火之外大都是不會發光的,所以關於以往的人類和它們經歷的一切都要通過反射的光去觀察,然而只依靠反射發出的光輝實在是太弱了,可以說我們將什麼也看不到,特別是到了夜晚,反光現象基本消失了,就更看不到了。

即便是在距離太陽系最近的恆星比鄰星附近,我們也看不到地球。有人估算認為在距離我們一百光年遠的地方,要想看清地球表面的事物,至少要打造一個像太陽系那麼大的望遠鏡才勉強能夠看到,所以即便想看70年前的開國大典,所需要的望遠鏡也太大了,目前人類的技術根本做不到,哈勃望遠鏡也無法看清5500萬公里外火星上人體大小的東西。


不過,人類的觀測技術也在進步,雖然目前還不可想象如何在數十甚至數千數萬光年外觀察地球上發生的事情,但是科學技術常常會賦予我們只有想不到而沒有做不到的能力,也許在未來,我們真的能夠穿越時空,到達距離地球數百數千光年外,回看地球上曾經發生的一些事呢。


人類的方向


人的眼睛之所以能夠看到周圍的事物是因為物體發出或反射的光線進入到我們了的眼睛。而光線的傳播速度雖然是宇宙中最快的,但也是需要時間的。那麼問題就來了,我們的眼睛看到的都是過去的事情。

圖示:秦漢盛世


舉幾個例子吧!光在宇宙中的傳播速度是每秒鐘30萬公里。月球距離地球384000公里,月光來到地球需要1秒多點的時間,那我們看大的月球就是一秒鐘以前的月球;太陽距離地球大約1.5億公里,那太陽光到達地球就需要8分多鐘的時間,那我們看到的太陽就是八分鐘以前的太陽。

北極星在夜晚的時候可以為我們指引方向,它距離地球大約有434光年,那我們現在看到的北極星其實是它434年前的樣子。它的光線剛剛開始出發的時候,我們還處在明朝的萬曆年間。

圖示:我們看到的星空都是遙遠的過去

同樣的道理,假如我們站在2200光年外的地方看地球,能親眼目睹到古代的秦漢盛世嗎?理論上我們是能夠看到的。為什麼這麼說呢?秦朝和漢朝已經過去兩千二百多年了,那時候地球發出的光線已經在宇宙中傳播了2200年。這些記錄著當時的信息光線已經傳播到了2200光年的宇宙深處了。如果我們能夠在2200光年的地方捕獲這些光線的話,我們就能親眼目睹古代的秦漢盛世了。

不過這僅僅是在理論上能看到,實際情況卻很難看到。地球本身不發光,靠著反射太陽的光線我們才能夠看到它。但是地球反射的太陽光線傳播這麼遠的距離後會變得很弱。即使用大型的天文望遠鏡也很難看到地球,更別說地球上曾經發生過的事情了。

圖示:旅行者一號在64億公里拍攝的地球“暗淡藍點”

當年旅行者一號在距離地球64億公里的地方拍攝了一張地球的照片,叫做“暗淡藍點”。在這張照片上地球只有不到兩個像素大小了。這張照片是我們看到的6小時前的地球。6小時前的地球就變成了這個樣子,那麼2200年前的地球呢?事實上我們根本不可能看到它。

我們現在通過先進的天文望遠鏡尋找太陽系外行星的時候,根本不能直接觀測到這些行星。而是通過行星在經過恆星的時候引起的光線微弱變化來判斷行星的存在。同樣道理,我們在遙遠的地方看地球,地球完全湮沒在太陽強烈的光輝中,無法真正看到它,充其量只能看到地球的“背影”。

圖示;太陽面前的水星,黑點是水星(恆星面前的行星)

在遙遠的2200光年之外,看到地球都很難,更別說是地球上發生的事情了。因此,很遺憾我們無法親眼目睹秦漢盛世的繁榮景象,而只能通過史書去了解這段歷史了。


兔斯基聊科學


在電視📺綜藝節目上,曾經有一個很時髦的遊戲,就是主持人悄悄地告訴嘉賓一句話,然後這位嘉賓用簡單的動作將這句話傳達給後面的嘉賓。經過不到十個人的傳遞,最後一個人得到的信息就已經和最初的那句話風馬牛不相及了。

通過這個例子,是告訴我們,信息的傳遞是會衰減的,會被外來的因素所異化。在自然界也是如此,不存在絕對自由和獨立的物體運動,即便是光的傳播也不例外。

根據現代科學的研究,我們的宇宙空間並不是空無一物的。其中,不僅存在著無數的塵埃,會藉助於吸收與釋放光能而對光進行散射,從而使物體的影像變得模糊不清。

而且,由於存在著量子空間,使得光子在其傳播的過程中會與空間量子發生碰撞💥,將其部分能量轉移給了量子空間。這就是光的耗散紅移。

光的耗散紅移不僅會使物體的影像偏紅,而且還會有部分影像移出了可見光的頻段。這也會使原來的影像產生歧變,從而使2000多光年以外的星系看到的影像,與實際的景象相比,早已是面目全非了。

除此之外,導致光信號產生歧變的因素還有很多。比如,各種天體可以藉助於引力使光的路徑發生變化,而且還會發生引力紅移現象。

總之,在2000多年的傳播過程中,光子就像是唐僧西天取經那樣,會經過九九八十一難。因此,在遙遠的星球觀看地球時,即便是藉助於高倍的望遠鏡🔭,可以接收到地球當時的影像,也不會使漢朝的盛世再現出來。其根本原因,就是空間不空。其中,不僅存在著無數的塵埃和各種天體,而且還存在著宇宙的物理背景即存在著量子空間。


淡漠乾坤


這個問題的答案是不能,因為地球是行星,而恆星太亮,哈勃望遠鏡看到3800光年外是這樣的,恆星也就是一個光點,2200光年外的地球連被發現都難。

大家都知道太陽系有八大行星,但可能不知道是直到2017年前,太陽就是人類知道擁有最多行星的恆星,因為其他恆星的行星因為太暗而恆星太亮很難被發現。2017年12月 NASA 宣佈從行星捕手探測器的數據庫裡發現恆星“開普勒-90”的第八顆行星,這得益於谷歌阿爾法狗的人工智能從大量的數據裡找出來的。

發現該行星的方法是“行星凌日”法,當行星掠經恆星表面時,造成恆星亮度的下降,通過觀察亮度的變化來確定一顆行星,也就是說不用真的看到行星,海量分析恆星亮度來確定一顆行星的存在。

其次行星不發光,我們看到影像都通過捕捉恆星光或人類製造出來的光子來成像。相比普通成像,衛星對地球觀測遙感還要區分不同的波長的光,然後根據不同地形物的反射率和其他大氣參數來校正,最後才能成為我們看到地球衛星影像。而地球上從大氣層反射出去到宇宙空間的光,信息損失本身會比衛星成像更大,再經過2200光年旅程,能捕捉到可恢復信息光子更少之又少,能分辨出地球的地形特徵就不錯了,至於還原人和物,我覺得不可能。




崑崙還東國


可以明確的說,站在2200光年外看地球既不會看到秦始皇登基的場景,也看不到漢唐盛世。之所以說看不見,主要可以從以下這兩個方面來說明。

1、2200光年之外對於人眼的可識別距離實在是太過於遙遠

2200光年,簡言之就是光“行走”2200年的距離,按照光速約為30萬千米/秒,那麼光在這個時間裡一共行走2200*60*60*24*365*300000=2.08138E+16千米,這種距離,不要說人眼了,就是當前最先進的FAST超級天眼都無法看到這個距離之外的真實場景。

蘇軾在《題西林壁》中寫道:“橫看成嶺側成峰,遠近高低各不同。不識廬山真面目,只緣身在此山中”,意思是遊人所處的位置不同,看到的景物自然也就各不相同雖,雖然人眼有“超級相機”之稱,像素約為5.76億,但人眼與相機一樣也是遵守遠小近大的透視定律,即遠處的物體“體型”較小,而近處的物體“體型”較大。

根據科學實驗,在潔淨的空氣中,人眼能看到約27千米遠的燭光,而在海邊,大約能看到6至25千米處的船隻,但看上去的幾乎是“一葉扁舟”,而月球是距離地球最近的天體,地月平均距離約為38萬千米,相比2200光年整整縮短了547.8億多被,就是這樣我們都看不清楚吳剛在月球上砍的是什麼樹,這些充分說明人眼能夠看到的物體的實際狀態與物體的距離、大小、亮度等有直接關係。

2、地球是不發光也不透明的球體

地球與其他行星一樣都是不發光也不透明的,行星反射出的光線均來自於恆星(烽火臺的狼煙對於宇宙來說微乎其微),由於不同的物質,對於光線的吸收和反射不盡相同。地球的反射率約為0.37,也就是說地球會把太陽光的67%進行吸收,把37%的入射光反射到太空,因此這種“亮度”放在2200光年之外,要想使肉眼能觀察簡直就是天荒夜談。

事實上,人類已經“發現”的較遠的行星天體,都是靠掩星法“計算”出來的,原理是行星圍繞恆星公轉的過程中,對於地球上的人類來說是該天體週期性的遮擋部分恆星光源(如同日食現象),為觀測和計算提供了依據。

好了,今天的分享就到這裡,歡迎點評!


地理那些事


答:理論上是可以的,因為在2200年前地球發出的光線,大致傳播到2200光年外。


光在真空中以光速傳播,2200年前正好是漢朝,如果你此時此刻在2200光年外建造一個巨型的望遠鏡,就能看到2200年前的地球,但是要看到地球上細節很難。

以人類目前的觀測水平,可以探測到數千光年外的行星,比如在2013年:

(1)天文學家發現2545光年外的開普勒90,該恆星周圍至少有8顆行星,其中行星“開普勒-90i”半徑是地球1.32倍,屬於超級地球;

(2)距離地球1200光年外的開普勒-62,就至少有5顆行星,其中兩顆屬於類地行星;

截止2019年3月,天文學上發現並確定的地外行星,已經接近4000顆;關於地外行星的尋找,一般是使用行星凌日的方法,當行星在環繞恆星和地球之間時,地球上觀測到的恆星亮度就會出現變化,從而計算出行星的軌道半徑和自身大小。


如果來到距離地球2200光年外的合適位置,同樣利用行星凌日的方法觀察我們太陽,也能發現地球的存在,此時的地球,就是漢朝時期的樣子,但是無法看到更多的地球細節。

即便我們有足夠大的望遠鏡,也無法看到2200年前地面上的細節,原因有如下幾點:

(1)地面反射到太空的光線,穿過大氣層時會發生散射,使得一部分地面細節信息丟失;

(2)宇宙空間中存在很多星際塵埃和氣體分子,這會讓很大一部分地面信息丟失;

(3)2200光年的距離,對於地球反射的光線是很遠的,即便地面細節信息傳播到此,也完全淹沒在宇宙背景輻射當中,無法進行恢復;

對於我們太陽而言,在2200光年外,太陽的視星等降低到14,地球凌日時造成光線變化,需要非常靈敏的望遠鏡才能觀測到。


我的內容就到這裡,喜歡我們文章的讀者朋友,記得點擊關注我們——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


完全從理論上出發,既然人類已經具備了去到2200光年之外的科技水平,相信觀測設備也是非常先進的,理論上可以看到2200年前地球上的盛世。

這個道理也非常明瞭我們眼睛看見物體是因為物體反射的光進入到我們的眼睛,太陽和地球的平均距離大約是一個天文單位1.5億公里,這意味著光都要飛行大約八分半鐘才能到達地球,那麼我們每天看到的太陽就是八分半鐘之前的太陽。相同的道理每天早上起床看到睡在你身邊的老婆也是0.0000~00001秒鐘之前的樣子。
圖:旅行者一號距離地球大約59億公里時回頭拍攝的暗淡藍點-地球

那麼如果站在2200光年之外看地球看到的即是2200年前地球的樣子,2200年前大約就是秦漢時代。但事實上這麼遠的距離連太陽可能都看不見了,而反射太陽光的地球就更難了。現在天文學家尋找地外行星主要是通過“凌日現象”引起恆星光總量的變化,因為行星在繞恆星公轉要週期性的通過恆心表面。

當然前邊也已經說了如果光學望遠鏡口徑足夠大,“收集光線”的能力足夠強,那就可以看到2200年前的秦漢盛世。

上邊的公式中Δφ 是極限分辨角,λ是入射光的波長,D是光學望遠鏡的口徑。我們簡單計算一下如果想要從2200光年之外看見地球上的一個人需要多大口徑的望遠鏡。


入射光波長λ取500納米,R取1米這樣一個人大約是兩像素點,d是2200光年。通過以上數據大約可以計算出光學望遠鏡的口徑大約都要達到一光年了。目前人類最大口徑的光學望遠鏡是歐洲極大望遠鏡,口徑將近40米左右。

所以說要想在2200光年之外觀測地球上的盛世,幾乎是不可能事件,除了觀測設備的誇張之外,中間存在的黑洞、大質量恆星或者暗星雲都將對光線有影響。



科學黑洞


隨著國家的科技還有科學實力不斷增強,航天事業有了突飛猛進的進步,導致每個人的想象力越來越大,不過要想做出一件驚世駭俗的東西,還是得靠想象力的,比如說飛機發明之前,那就是因為人類在看到了鳥類飛行之後,再加上自己的想象力才造出來的,最終這種想法也實現了,正是因為現在的人類有了想象力,才能構造出越來越高科技的設備。

雖然說想象力它是一種虛無縹緲的東西,不過誰能想到有一天某一個人的想法會在未來實現呢?比如說現在在網上最熱議的話題:穿越時間,很多網友也在網上提出了一個比較熱門的話題,如果站在2200萬光年之外看現在的地球,能不能夠看到古時候的秦漢盛世呢?其實這個問題通俗的意思就是站在2200萬光年之外,能夠看到當年的秦漢王朝嗎?

可能這種問題是不切實際的,不過這個問題卻被科學家們看到之後,也表達了自己的想法,他們認為,其實這個問題的答案是和穿越有著極其相似的特點,如果要想穿越,那就必須要達到多種條件,光實現距離的要求,那是遠遠不夠的。

大家應該都清楚,光年它是一個距離單位,如果單從這一個距離單位上思考這一個問題,是萬萬不能實現穿越時空的,假如站在2200光年外目測地球,能目睹到古時候的秦漢帝國嗎?現在的一些電視劇,還有電影也有關於穿越時空的素材,如果能夠站在2200光年之外觀看地球,其實最終的結果和自己想象的並不一樣,因為地球它自身是沒有改變光線的功能。

也就是說,它並不會留下曾經所發生事情的影響,可能筆者說到這兒,大家就會說起照相機的原理,假如站在2200光年外看地球,能親眼目睹到古代的秦漢盛世嗎?照相機的原理是因為光子能夠記錄所有的東西,就類似於一臺錄像機,是可以捕捉光子來恢復在某一個時間,或者是地點所發生的事情。

不過要想通過照相機的原理來恢復當時的場景,是不現實的,因為光子不是永存的,也就是說光子它是隨著時間的進展,而慢慢的消失,就算是有一天,專家們能夠掌握捕捉光子的技術,那麼,最終也很難將光子給完全恢復。能夠還原秦漢王朝,這也只能是人類的想象力非常豐富罷了,不過如果未來人類的科技實力達到一個高度的話,也很有可能會將這一種想象變成現實,你們是這樣認為的嗎?


仺山泱水


理論上,看得到吧。

2200光年以外,就是光線從我們地球出發,在宇宙中走了2200年的那個距離了。如果,現在,我們正在那個距離點上觀察地球,那觀察到的地球狀態,應該就正處於秦漢盛世之時。

以現在科技,不可能在當下這個時間點上,一眨眼,就趕到2200光年以外,還架起望遠鏡來美美地欣賞2200年前的地球盛況。

那麼,能在光年外看地球的也只能是外星人了。有那麼多的外星人👽傳說,說不定,他們就在若干光年以外,像我們觀察一窩螞蟻一樣,觀察著我們的過去與現在。

艾瑪呀,我不想做螞蟻啊,我想飛到2200光年外,欣賞我們的秦漢哪。


分享到:


相關文章: