我們看到許多100光年外的天體,那麼我們看見的是100年前的事嗎?

傑出不遜



100光年的意思就是說光都要跑100年,而光速是宇宙中信息傳遞的極限速度,因此100光年外的天體或者其他任何東西都無法被我們實時看見,所以說我們看到的100光年外的天體都是它們100年前的樣子。

路程速度和時間這三個要素在宇宙和日常生活中都是廣泛存在的,而信息的傳遞也從最開始的大嗓門過渡到了現在以光速飛行的電磁波,舉個例子來說聲音的速度是340m/s,如果兩個人相距3400米用獅吼功互相打招呼,那麼一方發出聲音“早上好”後另一方需要10秒後才能聽到這句早上好,這背後反應的就是聲波信息的傳遞速度問題。


而當現在人類有了手機之後,相隔3400米的兩個人互相打招呼的手段就從音速獅吼功變成了光速電磁波,這樣一來兩個人在交流過程中就沒有時間差了,因為光速每秒三十萬公里,而兩人距離3400米。

但光速就是我們宇宙中信息傳遞的極限速度了,因此如果兩人相隔1光年,那麼信息交流就會出現1年的時差,100光年外天體發出的光本質上也是一種信息,因此也會產生100年的時間差。

如果現在有科技發達的外星人在100光年外用超級望遠鏡看地球,那麼它們就能看到1919年的人類世界,不過也只是看到而已,聽是聽不到的。


宇宙探索未解之迷


確實如此。我們所看到的一切都不是當前時刻的,而是過去時間的。因為光的傳播速度是有限的,一切事物所發出的光或者反射的光,都需要一定的時間才會進入我們的眼睛,我們不可能會看到現在的宇宙。

宇宙中的天體都離我們非常遙遠,尤其是那些太陽系外的天體,它們與地球的距離至少有數光年,遠的可達上萬光年。雖然光年是表示長度的單位,但是它也能體現出時間的屬性,因為1光年表示光在真空中走1年的距離。因此,如果有個天體距離地球100光年,那麼,它所發出的光需要100年的時間才會抵達地球,所以我們所觀測到的其實是100年前的天體。

舉個例子,北斗七星中的瑤光位於104光年之外,所以我們所觀測到是104年前的瑤光,這顆恆星在104年前發出的光目前剛剛到達地球。但我們無法看到現在的瑤光,因為它目前發出的光還在前往地球的路上。就連我們所看到的太陽也不是當前時刻的,而是8.3分鐘之前的。

而對於銀河系外的星系,它們的距離則就更遠,我們看到的是更久遠之前的宇宙。例如,仙女座星系在254萬光年之外,這意味著我們的眼睛所接收到的光是仙女座星系在254萬年前發出的,所以我們所觀測到的是254萬年前的仙女座星系的景象。

另外,可觀測宇宙半徑的測量結果為465億光年,這是否意味著我們接收到了465億年前的光?難道宇宙的年齡至少有465億年嗎?

其實不然。根據目前的測量結果,宇宙的年齡並沒有達到了465億年,而是隻有138億年。至於原因,這與宇宙空間的膨脹有關。

宇宙空間的結構在持續擴張,這導致空間中的一切天體都在互相遠離。並且隨著空間膨脹的加速,天體之間的遠離速度也在增加。不過,在小尺度下,由於引力的束縛,星系和星系團結構得以維持住。而在大尺度下,星系之間以極高的速度互相遠離。

在膨脹的宇宙中,如果一個星系與銀河系目前的距離為100億光年,那麼,該星系所發出的光經過100億年的傳播並不能到達銀河系,因為兩個星系之間的空間在膨脹,所以導致光需要行進超過100億光年才能抵達我們這裡,所需的時間就會超過100億年。

由於宇宙的存在時間只有138億年,宇宙在大約38萬年的時候有了第一縷光,所以光在宇宙中走過的最遠距離也就是138億光年。不過,由於空間膨脹,當年第一縷光的輻射地目前已經距離我們465億光年。

在目前的宇宙中,空間加速膨脹迫使相距超過140億光年的星系以超光速在互相退行。這意味著目前距離我們超過140億光年的星系,我們今後再也無法觀測到,因為那些星系發出的光追不上正在超光速退行的銀河系。


火星一號


當然是可以這麼說的,100光年外的天體,發出的光也來自100年前,如果我們哪一天技術可以分辨這些光中的信息,那麼就可以看到100年前這顆行星上到底發生了什麼。我們都知道,看的越遠也就看的越久。幾十億光年外其實意味著幾十億年前,也就是宇宙早期的那段時間發生的事情。近期的自然期刊刊登了美國哈佛大學研究人員的最新研究成果,他們成功捕捉到了再電離時期的中性氫525px譜線信號。

這種譜線也被稱為宇宙第一縷曙光,指的是宇宙誕生之初的第一批恆星。研究他們意味著我們對宇宙黑暗時期的認識登上了一個新的臺階,甚至能夠有助於我們解釋暗物質的存在。宇宙中第一縷光傳遞到地球,也要上百億年的時間,這也是我們所能觀測到的最遠距離。如果連光都沒有,那麼我們根本就看不到可見的天體。

不過科學家發現,引力波可能是下一個觀測途徑,因為我們發現引力波在第一縷光出現的時候已經存在,這說明引力波可以成為觀測宇宙早期情況的載體。引力波也是剛剛被發現不久,如何使用將是下一個階段要研究的,時間可能要長達數十年之久才能破解引力波的使用奧秘。

從引力波中我們或許能夠早出宇宙早期的狀態,比如在大爆炸之後的30萬年之間到底發生了什麼。可見光只是電磁波的一段頻譜,只是可以讓人類直觀感覺到,在天文觀測上可見光的通途不算很大。


深空電報


答:在宇宙大範圍下,距離不僅產生美(各種美麗的星系),距離更產生時間差。


眼睛可以看到東西,是因為光線傳播到眼睛並且成像。那麼人要想看見一個事件的發生,那麼這個事件會以光速傳播到我們的眼睛。日常生活中我們看到的任何事件都是過去發生的,只是因為距離短,光速大而忽略掉了。但是在宇宙尺度下,動輒百光年、千光年、萬光年。那麼這個時間差就會明顯地呈現出來,我們看到了100光年外的恆星,不考慮宇宙膨脹情況那麼我們看到的是它100年前的樣子。

日常生活中最簡單的例子就是雷聲和閃電,我們看到了閃電之後間隔片刻,才會聽到雷聲。也就是說我們聽到的雷聲,這個事件已經在看到閃電的那一時刻就已經發生了,但是聲速相對於光速來說太小,就產生了明顯的時間差。



天馬星空一下,如果100光年外有一個文明在觀察著太陽系、觀測著地球,如果技術夠發達,那麼他們會看到我們民國的時期。那個時期相對於現在來說是很落後的,如果他們趁機想來佔領地球,在路途中再耽擱千年。等他們到達地球,允許我們的科技會遠超過他們。這個也是《三體》中出現的一個觀點。但是事實確實如此,我們每天仰望天空,看到的都是那些星星的過去。



科學黑洞


是的。由於光速是有限的,因此我們看遠方的天體,都無法看到他們現在此時此刻的狀態,只能夠觀察他們的過去。其實都不用100光年外這麼遠,以離我們最近的恆星,也就是太陽為例,太陽發出的光要經過八分鐘左右才能夠到達地球,因此我們看到的也不是此刻的太陽,而是八分鐘以前的太陽。

這也是不少科幻電影或科幻小說中描述的場景:一艘遠離地球的宇宙飛船與地球通信時,要經歷蠻長的延時,因此無法得到地球的有效指揮,只能夠靠自己做出判斷,決定下一步該如何去做。

不過有一個問題或許更有趣,這些天體與地球的距離是如何測量的呢?

對於近處的天體,如月球,最簡單的方法就是發射一束激光,測量其返回地球的時間;對於太陽系內部的行星,通過測量其運行的週期,就可以計算得到它的軌道半徑,從而計算出與地球的距離;

地球到太陽的距離可以通過三角法(視差法)獲得。什麼是視差法呢?如果你是一位軍事愛好者,肯定會得知其原理。伸直你的手臂,翹起大拇指,先閉上左眼,用右眼看大拇指在目標附近的位置;再閉上右眼,用左眼看大拇指目標附近的位置。如果這兩個位置的距離我們事先知道,那麼就可以用相似三角形的辦法得到我們與目標之間的位置。想要學習的同學可以自行去查找詳細資料。由於太陽系內的行星軌道可以計算出來,因此就可以套用視差法計算出太陽到地球的距離了。

對於其他的恆星,近一些的也都可以用視差法確定。更遠的就要利用造父變星測距法等更復雜的方案了。


看風景的蝸牛君


是這樣的,即便是我們看到的太陽,也只是8分20秒前的太陽,而不是太陽的實時狀態,太陽的實時狀態需要8分20秒後,才能被我們肉眼看見。

即便快若光速,在宇宙中的傳播,到達我們這裡,也需要漫長的時間,看到100光年外的星球,那只是100年前的它的樣子。

很多朋友都喜歡問,如果一瞬間可以到達一億光年外,此時再借助非常先進的望遠鏡,可以看到地球上的恐龍嗎?

是的,只要你可以完成上述種種操作,並擁有這樣的無可匹敵的望遠鏡的話,你是可以看見一億年前地球的景象的。

再細微到我們日常生活中的現象,我看遠處的景物,那個景物都不是它實時的狀態,只是,畢竟這麼短的距離,對於光速來說,太近,我們體會不到什麼差異。

看月亮,看到的只是1秒前的月亮。

我們現在利用望遠鏡還可以“看到”最古老的光線,來源於宇宙大爆炸後的第30餘萬年,那個時候,宇宙的第一縷光線開始在宇宙間傳播,經過了138億年,此時這些光已經不可見了,波長被宇宙膨脹拉得很長變成了微波,這也就是散佈在各個角落的宇宙微波背景。


科學船塢


理論上是可以的,只要你擁有一臺超級天文望遠鏡,這臺望遠鏡甚至要比整個地球還要大!

我們都知道,此刻我們看到的太陽是8分鐘之前的太陽,因為太陽光來到地球需要8分鐘。所以說如果此刻太陽突然消失,我們仍然能夠享受到8分鐘的陽光沐浴!

同時,由於光速是固定的,我們看到的很多天上的星星可能更久遠,是上億年前的恆星,有的恆星甚至已經走向死亡!

但是並不是說無論天體距離我們多遠,只要望遠鏡的功能夠強大,就一定沒看法它的過去!

這裡就涉及到“哈勃定律”,指出來自遙遠星系的光會發生紅移,這是因為我們的宇宙在加速膨脹,這讓光線的波長越來越長,會發生紅移現象!

所以,如果一個天體非常遙遠,它的光線傳到地球時因為紅移現象已經成為紅外線,即使擁有強大無比的望遠鏡,我們也很難觀看到很久之前的事情!

最後說明一點,雖然理論上我們能夠看到100年前的事,但那是建立在無比強大的望遠鏡前提下,而如果有能力製造出這樣的望遠鏡(想象下,比地球還要大),我們肯定有能力在短時間內直接到達100光年外的天體,直接過去觀看豈不更方便?


宇宙探索


理論上來說是這樣子的,人類之所以能看見某件物體,那是因為光在物質的表面形成了反射,而在地球上,因為距離比較短,我們的眼睛幾乎在一瞬間就能接受到來自於光線的反射,而在宇宙之中,光可能需要成千上百年才能抵達地球,被人類的空間探測器所捕捉,所以理論上,如果一百光年之外有一個星球對著人類發射了一道光 ,那麼人類需要100年之後才能接收到,所以問題基本是正確的。


以下是延展知識 :

實際上人類在進行宇宙探索的時候,我們所看到的宇宙其實並不是我們所看到的樣子,雖然這句話聽起來有些矛盾,甚至語句不通,但實際上就是這個樣子的,我們從望遠鏡當中捕捉到的畫面實際上可能已經過去很久很久了,這個時間的跨度可能是幾十年,幾百年,甚至幾億年,那麼這是為什麼呢。

那麼從愛因斯坦奠定了光速上限論這個基調開始,這一百年來,基本上所有的科學理論和研究都是基於相對論而來的,那麼我們都知道人類之所以能看見某一件東西,是因為光線照射在這件物體上然後折射進入人的眼睛,那麼宇宙中也是如此,我們在宇宙中捕捉到的所有一切要麼來自於光的折射,要麼就是光的直射,而這兩種方式都需要光進行傳播,而光的傳播需要時間,這個時間一般取決於空間距離的長短,也就是說離地球有多遠。

這裡可以舉個例子,太陽發出的光到達地球的時間是8分19秒,到達火星需要12分47秒左右,到達最遠的海王星需要250分鐘,而到達太陽系的邊緣奧爾特雲則需要一年,也就是說我們地球上所看到的太陽永遠都是8分鐘之前的太陽,那麼同理,我們在望遠鏡當中看到的宇宙也是一樣的,只有當遠方的光傳遞過來,並且被人類捕捉到之後,我們才能看見,而如果距離太遠,空間跨越距離達到410億光年以上,光幾乎永遠無法傳遞過來,那麼這樣人類是永遠看不見的,而這個距離也被稱之為人類宇宙視界極限,超出這個距離之外,就是所謂的視界平行宇宙。

是的,宇宙當中皆為過去,可能在我們眼中的一顆發光發熱的恆星其實早已經死亡了,我們所看到的不過是過去某一個時段的恆星狀態罷了,那麼假如人類未來真的在宇宙中發現新的生命,如果距離並不是很遠,那麼當人類趕到的時候,這群生命種群或者還活著,但是如果距離太遠,人類的科學技術又無法出現顛覆性的革新,那索性還是算了,或許這個宇宙真的可能存在無數的生命,但是宇宙實在太過於龐大,將各個不同的生命隔離在不同的時空範圍之內,就目前來說,還沒有任何的生命種群可以打破這樣的宇宙枷鎖,跳出時間和空間的格局之外。

那麼,對於這樣的宇宙法則,人類是否能跳出時間和空間的格局之外呢,答案當然是未知,並且感覺是不太可能,畢竟這太難想象了,目前,人類面臨的最大的挑戰,一個是速度,一個是壽命,其中速度已經成為了人類探索宇宙空間外最大的掣肘,人類需要更快的速度來幫助人類走出地球,去往其他的行星,而同時人類也需要拓展生命週期,畢竟區區幾十年的時間來於宇宙來說,猶如過眼雲煙一般短暫............


種植恆星


是的。由於光速有限,光從發出到到達我們的眼睛需要一定的時間,所以我們看到的任何物體,都是它在某段時間之前的樣子,這個“某段時間”的長短取決於光傳播的時間。

比如我們看到的100光年外的恆星是該恆星100年前的樣子,我們看到的織女星是它25.3年前的樣子,我們看到的牛郎星是它16.8年前的樣子,我們看到的比鄰星是它4.2年前的樣子,我們看到的太陽是它8.3分鐘前的樣子,我們看到的月亮是它1.3秒前的樣子,我們看到的3米外的一個帥哥/美女其實是他/她0.00000001秒前的樣子。

由此可見,對於我們身邊的東西,我們可以忽略光傳播的時間,因為我們人類可能只能感知0.1秒的差別,所以0.00000001秒的時間可以忽略為零。但是到了天文的尺度上,光傳播的時間就很難忽略了,比如我們往織女星發一個光信號,假設那邊有織女星人並且回覆了我們的信號,等我們收到回覆的時候也已經是50年之後了,當初負責發信號的即使是個新員工,收到回覆時都已經退休了。對於更遠的天體,100光年、1000光年、10000光年,往往會提醒我們,我們人類的壽命是多麼的短暫。很多東西,比如空間和時間,只不過是在數量上大一些,就能讓我們體驗到人類的渺小。

需要注意的是:當距離更遠的時候,比如幾十億光年,還需要考慮宇宙膨脹的因素,比如130億年前發出的光到達地球的時候,光源離我們的距離已經有290億光年遠了,這時候就不能說“xx億光年外的天體看見的就是發生在xx億年前的事”了。

宇宙浩瀚無垠,個人水平有限。如有疏漏,請多指教。


喬小海


對,看到100光年外的天體就是100年前的,它現在什麼樣子我們不知道。

我們看見遠方天體是因為它所發的光被我們接收到,而光傳播不是瞬時完成的,它是以一個恆定速度傳播。(此處忽略宇宙膨脹)而這個恆定速度我們稱為光速,而光年就是根據光速定義的,也就是以光速一年所走過的距離。

因此,100光年的天體被我們看到就意味著這束被我們看到的光已經走了100年了,也就是說它是100年前發出的,所以我們看到的就是它100年前的樣子。

《三體》裡有一句話:“光錐之內是命運”,光錐以內發生的事,你也許還沒看到,但事情已經發生了,你無法改變。比如100光年外的一顆恆星在50年前爆發了,我們現在還無從知曉,但命運已經決定了。。。。


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