100光年外的恒星,我们看到了100年前,那100亿光年外的星系呢?

日期:2019-05-16 05:00:37



我们所看到的一切都不是当前时刻的,而是过去时间的。因为光的传播速度是有限的,一切事物所发出的光或者反射的光,都需要一定的时间才会进入我们的眼睛,我们不可能会看到现在的宇宙。


宇宙中的天体都离我们非常遥远,尤其是那些太阳系外的天体,它们与地球的距离至少有数光年,远的可达上万光年。虽然光年是表示长度的单位,但是它也能体现出时间的属性,因为1光年表示光在真空中走1年的距离。因此,如果有个天体距离地球100光年,那么,它所发出的光需要100年的时间才会抵达地球,所以我们所观测到的其实是100年前的天体。


举个例子,北斗七星中的瑶光位于104光年之外,所以我们所观测到是104年前的瑶光,这颗恒星在104年前发出的光目前刚刚到达地球。但我们无法看到现在的瑶光,因为它目前发出的光还在前往地球的路上。就连我们所看到的太阳也不是当前时刻的,而是8.3分钟之前的。


而对于银河系外的星系,它们的距离则就更远,我们看到的是更久远之前的宇宙。例如,仙女座星系在254万光年之外,这意味着我们的眼睛所接收到的光是仙女座星系在254万年前发出的,所以我们所观测到的是254万年前的仙女座星系的景象。


另外,可观测宇宙半径的测量结果为465亿光年,这是否意味着我们接收到了465亿年前的光?难道宇宙的年龄至少有465亿年吗?


其实不然。根据目前的测量结果,宇宙的年龄并没有达到了465亿年,而是只有138亿年。至于原因,这与宇宙空间的膨胀有关。


宇宙空间的结构在持续扩张,这导致空间中的一切天体都在互相远离。并且随着空间膨胀的加速,天体之间的远离速度也在增加。不过,在小尺度下,由于引力的束缚,星系和星系团结构得以维持住。而在大尺度下,星系之间以极高的速度互相远离。


在膨胀的宇宙中,如果一个星系与银河系目前的距离为100亿光年,那么,该星系所发出的光经过100亿年的传播并不能到达银河系,因为两个星系之间的空间在膨胀,所以导致光需要行进超过100亿光年才能抵达我们这里,所需的时间就会超过100亿年。


由于宇宙的存在时间只有138亿年,宇宙在大约38万年的时候有了第一缕光,所以光在宇宙中走过的最远距离也就是138亿光年。不过,由于空间膨胀,当年第一缕光的辐射地目前已经距离我们465亿光年。


在目前的宇宙中,空间加速膨胀迫使相距超过140亿光年的星系以超光速在互相退行。这意味着目前距离我们超过140亿光年的星系,我们今后再也无法观测到,因为那些星系发出的光追不上正在超光速退行的银河系。


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