01.03 牛郎星距離地球17光年,我們看到的是什麼時候的牛郎星?

牛郎星距離地球17光年,我們看到的是什麼時候的牛郎星?

如果一顆恆星距離地球17光年,我們看到的是17年前的恆星,還是現在這個時候的恆星呢?

這裡以牛郎星為例,這顆恆星與地球的距離差不多是17光年。在夏季夜空中,我們很容易看到牛郎星,它是夏季大三角的三顆亮星之一,其亮度在夜空肉眼可見的恆星中排名第12。牛郎星的質量和半徑大約是太陽的1.7倍,光度將近太陽的11倍。

牛郎星距離地球17光年,我們看到的是什麼時候的牛郎星?

當我們在地球上目視牛郎星時,我們看到的並非當前時刻的牛郎星,而是17年前的牛郎星。原因很簡單,因為光的傳播速度是有限的,光在1年的時間裡只能前進1光年。牛郎星距離地球17光年,這意味著光走完這段距離需要17年的時間,所以我們看到的是17年前的牛郎星。

至於牛郎星的現狀,我們現在並不清楚,需要在17年後才會知道。即便牛郎星已經在10年前爆炸(當然幾乎不可能),我們也不會知道,而是要再等7年的時間,因為這顆恆星爆炸時所發出的光傳播了10光年,還要再前進7光年才能到達地球,所以還需7年的時間。

牛郎星距離地球17光年,我們看到的是什麼時候的牛郎星?

如果牛郎星周圍存在行星,並且行星上孕育出智慧生命,那裡的外星文明與地球上的人類進行溝通將會存在巨大的時間延遲。因為用於通信的無線電波就像可見光一樣,也是以光速傳播的電磁波。如果牛郎星文明向我們發送信號,我們將要在17年後才能接收到。如果地球上的人類作出回覆,牛郎星文明也要等上17年的時間才會接收到。

事實上,我們所看到的太陽和月球也不是實時的,也都是過去的。太陽離地球大約8.3光分,所以我們看到的太陽是8.3分鐘之前的;月球距離地球大約1.3光秒,所以我們看到的月球是1.3秒之前的。對於近距離的物體,由於光速非常快,我們幾乎感受不到時間差。

既然光都要走17年,為什麼我們一睜眼就能看到牛郎星呢?

牛郎星距離地球17光年,我們看到的是什麼時候的牛郎星?

我們能夠看到牛郎星,並不是因為我們發出了以光速傳播的“目光”或者“視線”,而是牛郎星發出的光進入到我們的眼睛中,我們的大腦能夠感知到這種光信號,所以就能看到牛郎星。牛郎星在17年前發出的光目前剛好抵達地球,我們一睜眼就能接收到這些光,所以我們馬上可以看到17年前的牛郎星。

牛郎星距離地球17光年,我們看到的是什麼時候的牛郎星?

​正因為光速有限,只要我們觀測距離地球十分遙遠的宇宙,就能看到早期的宇宙。當我們望向最為遙遠的宇宙之時,將會看到宇宙最早發出的光——宇宙微波背景輻射。這些光子已經在宇宙中傳播了138億年,這個時間也差不多是宇宙的年齡。


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