為什麼我們的肉眼不到一秒就可以看到幾十億光年之外的星星?

2021-01-08 網易

2020-12-23 13:57:30 來源: 麥克斯韋妖妖靈

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  當我們仰望漫天星河的時候,不禁會思考,宇宙中的恆星距離我們如此之遙遠,為什麼我們在不到一秒的時間內就看到了它們呢?這究竟是怎麼一回事呢?

  

人類是怎麼看到東西的?

  自人類的科學開始發展以來,就有非常多的科學家探討人究竟是如何看到東西的,這內在的機理究竟是什麼,而這一切就伴隨著人類對光的內在屬性的追求。

  

  最早的時候,科學家認為人眼之所以能夠看到東西,是因為人的眼睛裡有光,當人睜開眼睛的時候,眼睛的光觸及到物體上,那麼我們就能看到物體了。後來人們才發現,原來我們能夠看到光實際上是得益於光的反射原理,當光照射在物體上的時候,反射到了我們的眼睛裡。

  

  我們可以將我們眼睛中的角膜和晶狀體當做是一個凸透鏡,然後將我們的視網膜當成一面光屏。外界物體反射光線會首先進入到我們的角膜,然後通過我們的瞳孔、晶狀體和玻璃體,最終在視網膜上成像,最終是光敏感細胞觸發了我們的視覺神經。

  

光的運動

  亞里斯多德曾經思考過光的速度,一度認為光速是無限大的,因為當我們一睜開眼的時候,所有的光都能將事物反射到我們的眼睛裡。

  後來的科學家也採用了非常多的方法來測量光的速度,丹麥的天文學家羅默發現了木星的四顆衛星,並對它們進行持續的觀察,後來他發現當木衛一轉到木星背後的時候是無法觀測它的,羅默利用這個現象,成為了首個測量光速的科學家。

  

  但是,直到200多年後,才有科學家真正提高了對光速的測量,這位科學家是美國物理學家麥可孫。他利用旋轉鏡的原理來對光的反射進行觀察,計算出的光速為299853±60 km/s。

  

  後來的科學家在對麥可孫的方法進行改進後,測量出的更為精確的光速為299792458m/s。

  所以光速並不是無限大的,它是有速度的,而且它的速度是299792458m/s。

天上的星星

  所以我們看到的天上的行星說明了什麼事情呢?實際上我們看到的天上的星星就是看到它們所發出的光。距離太陽系最近的恆星系統是比鄰星,它距離我們的太陽系整整有4.22億光年,也就是說光要行走4.22億年,才能從比鄰星到達地球,如果我們抬頭仰望天空可以看到比鄰星的話,那麼我們看到的其實是4.22億年前的比鄰星發出的光。

  

  所以,當我們眺望星空看到很遙遠的恆星的時候,並不是因為我們的眼睛能夠一下穿越幾十億光年,而是幾十億年前恆星散發出來的光找到了你。

  宇宙是一個很神奇的地方,每一次我們仰望星空的時候,我們看到的是過去。要想想,回到過去對人類來說是多不可思議的事情啊,我們的時間隨著熵增定律流逝,時間的箭頭只能往未來走,而不能往過去走。但是當我們仰望星空的時候,那時候的光或許是恐龍時代發出來的,或許是地球剛形成時發出來的,或許是宇宙大爆炸的餘暉,宇宙真的是太浪漫了。

  

小結:

  為什麼我們的眼睛在一秒之內就能看到幾十億光年以外的星星呢?首先,我們要了解我們眼睛是如何看到事物的,基本的路徑是光照射到物體上,然後反射到了我們的眼睛中,最後在視網膜中成像。然後光則以299792458m/s的速度衝擊事物,並且進入到你的眼睛當中。

  實際上,當我們抬頭仰望星空的時候,我們看到的是過去。比如距離我們4.22億光年的比鄰星的光,需要行走4.22億年才能到達地球,因此我們看到的是4.22億年前比鄰星發出的光。

  是否感受到宇宙的魅力了?

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