人的目光有多快,為啥還能夠看到繽紛多彩的世界?

2021-01-11 時空通訊


有人提出,既然光速是最快的速度,為啥哈勃望遠鏡能夠一下子就看到130多億光年以外的星系?這比光速快樂多少倍?而且人眼還能夠看到色彩繽紛的世界,這又是什麼原因呢?

諸如此類的問題層出不窮,過去已經回答或討論過多次了,既然還有很多朋友對這個事情很迷惑,就簡單再說一下。

首先要弄清楚光年是什麼意思。

一般說來,光速是指光在真空中傳播的速度,已經成為物理裡面的一個基本參數,準確值為c=299792458m/s。在計算物理題時如果不是要求那麼精確,一般採用近似值,即每秒約30萬千米。光年就是光速移動一年的尺度,記住是「尺度」而不是「時間」,也就是說光速是一個距離尺度,是一把量天尺。

1光年中的年,為了準確把握深空測量數值,採用儒略年為單位,1個儒略年準確的時間為365.25天,是回歸年和恆星年的近似值。1個小時3600秒,1天24小時為86400秒,1個儒略年為31557600秒,光速為299792458m/s,這樣1光年就是9460730472580800米,如果要求不是十分精確的情況下,一般採用1光年尺度為9.46萬億千米。

再來說說人眼睛看東西的機制。

首先人眼只能夠看到可見光,可見光是電磁波譜中一小段波譜,波段在380nm~760nm之間。整個電磁波譜有無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線等波段,波段從幾千km到10^-28m之間,除了可見光那麼一小段,其餘的都是不可見光,人類眼睛無法感知,但可以通過儀器接收到。

人眼睛中有感光細胞,是被動地接受可見光的傳入。人類看到的一切事物,包括天體、山巒、江河湖海、人類與各種動物,食物與狗屎,都是由於有可見光的存在,通過發射可見光或者反射可見光,進入眼帘的,這些信號在經過人腦的加工處理,就成為我們看到的各種形象。

因此,人類看到遠方的恆星和星系,是那些恆星和星系發出的光,經過遙遠路途傳播到我們視網膜的,不是我們的「眼光」到那裡把它們「接過來」的。

人類用望遠鏡觀測遠方天體,並不是望遠鏡發出光去「抓取」這些天體,也是這些天體的光線傳播到了我們這裡,望遠鏡的作用只是把遠方的物體放大,讓我們眼睛很夠看到更遠更小的目標而已。而射電、射線望遠鏡,是把人類無法看到的電磁波,也是不可見光,轉變成電信號在螢屏上轉化成圖像,讓人們看到,這些不可見光同樣是以光速傳播到我們這裡,我們才能夠接收到。

這樣光年就不但是距離尺度,也有了時間的含義。

光在短距離傳播,由於其速度太快,人類無法感知。比如我們相隔一米與朋友交流,我們看到這位朋友的形象,就是經過約3億分之一秒傳到我們眼帘的,朋友的樣子就是3億分之一秒前的樣子。憑人類神經系統的反應速度,當然無法分辨。

但如果物體距離很遠了,就有差別了。因為我們看到的物體形象都是通過光傳遞過來的,光是有速度的,這樣距離我們38.4萬千米的月亮,光就要走1秒多鍾,我們看到的月亮就是1秒前的月亮;太陽距離我們1.5億千米,光要走500秒才到我們這裡,我們看到的太陽就是8分多鐘前的太陽。

同理,通過哈勃望遠鏡看到130多億光年遠的星系,就是這個星系發出的光走了130多億年才到達我們這裡,我們看到的星系就是130多億年前的樣子。如文頭配圖是哈勃望遠鏡通過引力透鏡發現的一顆迄今最遠距離的恆星,命名為透鏡恆星1(LS1),暱稱為「伊卡洛斯「,這顆恆星距離我們有90多億光年,就是說我們看到的這顆恆星是90多億年前的樣子,這種宇宙創世之初形成的大質量恆星,一般壽命都比較短,也許這顆恆星早就毀滅了,但如果是50億年前就毀滅了,這種毀滅過程還要到50億年後才會被我們看到。

不管是我們看到的超新星大爆炸還是伽馬射線暴之光,它們距離我們多少光年,就是多少年前發生的事情。這就是光年的距離尺度與時間的關係。

現在明白了吧,人眼半點神通也沒有,我們只是被動的接受光帶給我們的視覺。

光是有顏色的,所以我們才能夠看到色彩繽紛的世界。

可見光是複合光,通過三稜鏡可以色散出無數層次的色彩,一般人們把它分為7種顏色,即紅橙黃綠青藍紫,這7種顏色的波段都不同,紅光波段最長,紫光波段最短。這些時空通訊在過去回答和文章中都有闡述,這裡就不囉嗦了。

每種元素和物體對於不同波長的光吸收率都不一樣,這個世界的所有物體都是有各種元素組成,光照到這些物體上面,物體就會有選擇的吸收某種波段的光,不吸收某種波段的光,或者對某些波段的光吸收多點少點。吸收掉的人眼睛就看不見了,沒有吸收的就反射出來被人眼捕捉到,這些反射出來的各種波段光組合在一起,就呈現給我們色彩繽紛的世界。

理論上,色彩有無數種組合,但在電腦裡,人們採用紅、黃、藍三基色組合,如果電腦是8位rgb色彩模式,則一個r通道有2^8個灰度級,每種顏色有258個層次,這樣就可以調製出(258)^3種顏色,也就是16777216種顏色。現在的電腦還有16和32位rgb,這樣呈現的色彩層次就更豐富了。

在自然界,光影色彩的種類和層次理論上是無限的。

這些就是光和人眼之間的關係,人們知道了這些內在規律,就能夠更好地觀測和認識世界,提升人類的文明程度。

謝謝閱讀,歡迎討論。

時空通訊原創版權,侵權抄襲是不道德的行為,敬請理解支持。




相關焦點

  • 「繽紛多彩的青春i」百家號收益預估,百家號註冊後如何賺錢,規則是...
    粉絲數:37人,綜合排名42.8萬 ,軍事分類排名4902 預估平均閱讀:1000次每篇,綜合排名26.8萬 ,軍事分類排名3754 文章搜索指數:暫無,綜合排名25.3萬 ,軍事分類排名1344
  • 繽紛世界之埃及|名畫裡那些好玩兒的埃及故事(下篇)(附音頻)
    在舉世聞名的大英博物館埃及館裡,就收藏著為數眾多的木乃伊,甚至還有貓和鷹等動物的木乃伊呢!包括護身符、頭帶、耳墜、耳環、戒指、項圈、項鍊等等。而最有代表性的就是下面這種寬項圈了。上面的串珠一般做成花卉或者果實的樣子,因為埃及人相信,植物是生命的象徵,含有復活的意思,這樣的項鍊會成為他們的護身符。
  • 十大劇院聯動、優惠票價3-9.5折 「繽紛多彩」文旅演出季有近300場...
    上周五晚,隨著太陽馬戲《X綺幻之境》在新天地劇場的華麗上演,本屆文旅消費季的重要板塊——「繽紛多彩」文旅演出季拉開大幕,以宣傳推廣文旅融合新業態,促進文旅演藝業全面復甦。與疫情之前相比,《X綺幻之境》調整了演出時長和內容,沉浸式2.0版的現場體驗,讓場景畫面更為逼真,劇情更為緊湊。據了解,本次「繽紛多彩」文旅演出季於7月31日啟幕,9月27日閉幕。
  • 目光的速度有多快?為什麼一抬頭就能看到數百光年外的星星?
    因為「目光」和「光」完全不是同一類東西,不要因為「目光」帶有一個光字,就認為目光具有速度,實際上按照釋義來講,目光一般指人的眼睛看某樣東西或眼神,而光則是宇宙中客觀存在的物質,因此光不具備速度。那為什麼我們一抬頭就能看到數百光年外的星星呢?實際上這並沒有什麼不可思議之處,或許有些朋友會想到光速不是每秒30萬公裡嗎,既然這顆恆星(地球上肉眼所見的星星,幾乎都是遠處的恆星)距離地球有數百光年,那我怎麼還能一眼就看到它呢?這樣一來,光傳播的速度不就遠遠大於30萬公裡了嗎?
  • 《我是餘歡水》:為啥我的世界這麼難?
    你以為這就夠慘了,可導演明顯覺得還不夠,比樊勝美家更坑人的爹出現了。2.中年之痛,不是因為窮,而是因為他人壓力的轉嫁看到這裡,相信大多數人都會陷入一個思考:餘歡水為什麼會這麼慘?為什麼會這麼倒黴?對此,網上眾說紛紜,有的說他能力不足愛撒謊,有的說他軟弱可欺,活該混得如此潦倒!
  • 林家豪:在繽紛的生活中,學會感恩
    林家豪不僅動能打鼓跳舞,靜還能拼航模。他說:「倒弄航模是喜歡的事情之一,因為這能鍛鍊我的動手能力,還可以鍛鍊我的思考能力,在學習上了給了我很大的幫助,當拼成一個航模的時候,心裡會有滿滿的成就感。」林家豪小廚神多樣的愛好,離不開有愛的家庭環境,林媽媽經常對他說:「不管身在何處,別忘了家人永遠在背後支持你。」 在有林爸林媽關愛的環境下成長,林家豪已經逐漸成長為一個十歲的小男子漢,他已經能在生活中的某些方面給爸媽幫忙,不給爸媽添亂。
  • 三年級上冊五單元習作,我們眼中的繽紛世界,怎麼寫才算繽紛
    我眼中的繽紛世界,當我們剛看到這個題目時,是不是覺得不好寫,因為什麼是繽紛?什麼樣的世界才算是繽紛的世界?很不好確定。一、繽紛的世界該寫什麼如果去查查詞典,會發現繽紛的意思就是指繁多而雜亂,比如有兩個詞語就最能代表它的本意。一個是五彩繽紛,就是色彩很多,很絢爛的樣子。造個句吧。一顆一顆的禮花彈衝了上天,夜空被照耀得五彩繽紛。還有一個詞是落英繽紛,多指桃花凋謝,花瓣紛紛下落的情景,這個繽紛指的就是多而亂的意思。
  • 奇想世界歡樂妝點繽紛家園
    先知森林綠幽幽,七色彩虹映天空,繽紛家園齊妝點,歡樂相聚森林節!奇想世界的森林節到來啦!先知森林一片歡天喜地!奇想世界的居民們,想把奇想世界建設的更加美好嗎?發揮你們的想像力和創造力,一起來妝點美麗繽紛的奇想家園,慶祝這美好的節日吧!趁著今天風和日麗、天高氣爽,先知森林裡的樹先知要來看看慶祝活動準備得怎麼樣了。
  • 《一個勺子》通過遮陽帽看到的世界
    他問三哥:「你說一個傻子有啥用,為啥那麼多人都搶呢?傻子要是一隻羊還能吃肉呢?傻子要是個木頭還能劈柴呢?傻子要是個掃帚還能掃院子呢?傻子就是個傻子,有啥用?為啥那麼多人都搶呢?」,三哥說:「有些事情你想不明白就別想,這就是我比你聰明的地方!」。
  • 世界有多快,挪威人就有多慢
    他們也直播有意義的大事中間有幾年,對慢直播「太無聊」的批評聲音多起來,於是,自尊心超強的挪威人開始「嚴肅而有意義」地搞事情。大教授講歷史課夠深度了吧?▲2013年織毛衣之夜,直播25小時,居然有100多萬人收看。▲2019年復活節,直播32枚雞蛋誰先孵出小雞,還搞有獎競猜,這個腦迴路真是奇葩…▲直播薩爾特流,世界上威力最強大的漩渦。最大直徑10米,深度5米。
  • 魔獸世界懷舊服:哈卡雙刀有多誘人?無面者不帶了 4K梭哈雙刀
    魔獸世界懷舊服祖爾格拉布到來之後,哈卡雙刀就被不少職業盯上了,尤其是盜賊,拿起哈卡雙刀確實很帥,要問哈卡雙刀有多誘人?無面者不帶了,筆者看到某個盜賊玩家4K梭哈雙刀。接下來我們就好好聊聊狂暴戰拿著哈卡雙刀將會有怎樣的效果,盜賊和獵人們如果不是為了帥,真的不要花大價錢買雙刀了。
  • 順德史努比繽紛世界4人套票¥179~一票通玩機動遊戲+舞臺演藝~
    大年初一到初六史努比繽紛世界歡樂不斷五福星、新春歌舞團、小丑家族開啟鬧春模式,FUN肆狂歡!幸運圈圈、新春射福、巧射龍門  玩遊戲也要「講意頭」,快來圖個好兆頭參與遊戲還有獲得通關集章卡集滿印章即可參與新春抽獎將眾多史努比精品贏回家!
  • P.A.WORKS《來自繽紛世界的明天》
    《來自繽紛世界的明天》(日語:色づく世界の明日から)是由P.A.WORKS製作的一部動畫
  • 粉紅假日|巴巴爸爸首次登臺舉辦【泡泡先生粉愛變 繽紛特展】
    近日,巴巴爸爸帶著一家人來到臺北華山文化創意園區,舉辦【泡泡先生粉愛變 繽紛特展】從6月29日持續到9月22日這個暑假跟著巴巴爸爸一起去粉色派對吧~【泡泡先生粉愛變 繽紛特展】 以好拍好打卡設計了九大展區,讓大家認識巴巴爸爸Barbapapa的誕生和百變造型,結合繽紛絢麗的場景,體驗多媒體創意互動,一起展開好玩好拍好夢幻的繽紛旅程!
  • 繽紛色彩|生活中顏色的作用與意義
    一、給人不同的感受和聯想不同的顏色給人的感受是不同的,比如紅色,人們看到紅色就會想到到溫暖、熱情、奔放,而且在很多國家和民族中,紅色還有驅邪的作用。像中國古代,許多宮殿和廟宇的牆壁都是紅色的,官吏、官邸、服飾多以大紅為主,即所謂「朱門」、「朱衣」。
  • 繽紛配套 VOL 57丨【思庭珠寶】開倉特賣低至5折!還能私人定製!
    臨近年尾,主理人特意開倉特賣,一年僅一次~全場珠寶首飾低至  5折  !佳偶天成,趁住年尾快D拉埋天窗啦!,戴在手上沉甸甸的幸福感,恐怕沒有一個女生看到會不心動。1.017ct,FSI八心八箭,原價¥68000,特價¥26800晶瑩閃耀的鑽石,在原價的基礎上足足減半有多,連小編看著都心動不止,忍不住戴上手發到票圈假裝有男友
  • [動畫特別篇]「來自多彩世界的明天」
    《來自多彩世界的明天》是由篠原俊哉執導、柿原優子負責編劇、P.A.WORKS製作的原創電視動畫作品,於2018年10月6日起在TBS等電視臺播出
  • 有一種美食叫:繽紛蝦仁沙拉!做法簡單,營養又美味!
    有一種美食叫:繽紛蝦仁沙拉!做法簡單,營養又美味!好的食物吃起來味道自然是不一樣的,所以人都是喜歡吃美食的。美食不光是會有好的味道,也有好的外觀,吃的時候可以先在視覺上享受一下,接著是會有味覺上的享受,最後食物中的營養物質還能夠讓人的身體得到非常好的幫助。所以做菜能夠做出色香味俱全的話,那麼廚師的功夫就算是非常好的了。當然也有一些食物就算是沒有高超的廚藝,但也是可以做出非常不錯的菜,也能夠達到色香味俱全的水平,比如繽紛蝦仁沙拉。這道菜的製作就不是非常的困難,在家就能夠做出來。
  • 【文化活動】雙節多彩文旅活動讓您別有「趣」處
    【文化活動】雙節多彩文旅活動讓您別有「趣」處 2020-09-30 18:22 來源:澎湃新聞·澎湃號·政務
  • 讓我們變成「巨人」,俯瞰顧村公園這個繽紛的世界
    讓我們變成「巨人」,俯瞰顧村公園這個繽紛的世界 2020-12-20 20:10 來源:澎湃新聞·澎湃號·政務