為什麼哈勃能看到幾百億光年外,卻看不到我們附近星球的城市?

2020-12-04 隔壁青少年說

哈勃望遠鏡是我們人類目前所擁有的最重要的天文望遠鏡之一。在1990年4月份由美國的「發現者」號太空梭把它送進地球附近的太空區域。哈勃望遠鏡直接從太空中觀察宇宙,不會受到地球大氣層的幹擾,這是它成為著名望遠鏡的最重要原因。它每天24小時連續不斷的工作,由NASA位於馬裡蘭州的太空飛行協會中的4個團隊輪流對它進行操作。科學家們通過哈勃望遠鏡獲取了大量宇宙深處的信息、照片,對我們所置身其中的宇宙有了許多進一步的了解。

通過哈勃望遠鏡,天文學家們解決了許多在過去長久困擾人類的問題。比如哈勃望遠鏡能夠準確測出造父變星的距離,讓天文學家更加精確地測定出哈勃常數的分布範圍,從而準確計算出目前我們宇宙的擴展速率以及年齡。科學家介紹到,在哈勃望遠鏡升空之前,科學界對宇宙展開研究的各方面數據誤差估計值為50%,而哈勃望遠鏡把這個數值降低到了10%。這對於我們人類了解宇宙的真相而言是非常重大的進步。

科學家介紹到,哈勃望遠鏡為我們帶來了如今天文學界許多耳熟能詳的情況,這些情況在以前的年代是普遍遭到懷疑的,而如今卻已經成為天文愛好者和科學家們最津津樂道的事情。比如哈勃獲取的高解析光譜和梯度成像圖,最終證實了「星系中心是巨型黑洞」的天文學預言。要知道,這個理論在上世紀60年代才首次作為假說被提出,之後就遭到了主流天文學界的強烈質疑與牴觸,直到80年代才有部分天文學家認可「部分星系中心存在黑洞」的說法,直到哈勃望遠鏡最終證實了「星系核心黑洞與星系自身在本質上的緊密聯繫」之後,人們才認識到星系與黑洞之間深刻的關係。

而在所有這些信息當中,對於人們最重要的是「可觀測宇宙」概念的形成。科學家介紹到,哈勃望遠鏡目前能觀測到的最遠距離是465億光年。通過對於這個極限位置星系的紅移分析,望遠鏡證實了很久以前就被宇宙大爆炸理論預言的一個可能:由於宇宙直到現在也處於膨脹狀態中,所以距離地球越遠的星系,它們遠離地球而去的速度就越快,當這個速度達到光速的時候,它所對應的距離也就是地球上的望遠鏡能夠觀測的極限距離,而這個距離便是465億光年。也許有朋友會說,相對論已經證實光速是宇宙中最快的速度,怎麼可能有星系的移動速度超越光速呢?其實超越光速的並不是這些星系,而是包括它們和太陽系在內的三維空間本身,由於空間是不具備靜止質量的,它保持了宇宙大爆炸以來的擴張狀態,所以這種「速度」並沒有違反相對論。而由此得到的465億光年半徑的範圍,也就成為了我們人類可以觀測的宇宙極限。

看到這裡,就會有許多人產生一個疑問:既然哈勃望遠鏡連數百億光年之外的情況都能觀測到,我們銀河系僅僅20萬光年的範圍,和數百億光年相比是一個非常近的距離。既然這樣,為什麼不能用哈勃望遠鏡直接觀測銀河系內的其他星球,看看它們是否有外星人居住呢?

科學家介紹到,一個天文望遠鏡能夠觀測到多遠的物體,其實並不僅僅取決於它們之間的距離,更取決於光學系統的極限角分辨值。有些物體雖然離得很近,但是它們的體積太小,在望遠鏡上面成像的時候連一個像素點的位置都佔據不到,這時候望遠鏡的觀測對於這個物體來說就是沒有任何意義的。而距離地球數百億光年外的星系當中,卻有很多能夠在望遠鏡上清晰成像,所以科學家可以知道它們的存在,而用於觀測銀河系內的生物卻是不太可能的。

哈勃望遠鏡的極限角分辨值是多少呢?科學家介紹到,哈勃望遠鏡在550納米波段是最敏感的,在這裡能夠分辨出1.6乘以10的負5次方度的角分辨值,和哈勃望遠鏡相比,人類肉眼的這個極限值僅僅是六十分之一度。從這個對比當中,我們就可以了解到哈勃望遠鏡能夠看到多麼「細膩」的物體了。科學家進一步介紹道,作為一臺天文望遠鏡,哈勃望遠鏡其實並沒有在「精度」上做到極致,而是在天文觀測所需的其他方面下足了功夫。而在「精度」問題上,比如美國軍方使用的KH-11號偵查衛星,都比哈勃望遠鏡先進了大約2代的技術,它瞄準地球的時候能夠對地面進行15cm解析度的掃描,與之相比,哈勃望遠鏡即使火力全開也只能達到26cm的精度,消耗量卻比這顆偵察衛星大得多!這也是為什麼當年謠傳哈勃望遠鏡被用於軍事偵查,被天文愛好者一笑而過的原因。

熱愛科學的朋友,你們認為人類應該通過什麼辦法找到外星生命呢?

(這裡有最硬核的科學探討,每天5分鐘,讓我們一起關注那些遠離日常,卻又重要的事情)

相關焦點

  • 為什麼哈勃能看到幾十億光年外,但卻看不到附近有沒有外星生命?
    天文望遠鏡可以看到幾十億光年外的星系,為什麼看不到一個星球的表面?在討論這個話題之前我們得先來簡單了解下看見與看清這兩個概念,可能在大家都沒在意過兩者的區別,但即使在生活日常中都有明顯的區別,比如我們能看見幾百米甚至千米以外的人,但很抱歉如果不是特殊構造的眼睛的話,肯定是看不清這人長什麼樣!
  • 為何「哈勃」能看到百億光年外,卻不用來尋找鄰近星球外星人?
    其實現在我們所知的許多天文常識都和哈勃望遠鏡有關,而這些常識在哈勃望遠鏡投入工作之前卻是普遍遭到質疑的。比如依靠哈勃望遠鏡測出的梯度成像圖和高解析光譜,證實了」星系中間是巨型黑洞「的預言。看到這相信有的朋友有些不理解,為什麼相對論說光速是宇宙中最快的速度,而星系的移動速度也能達到甚至超越光速呢?難道相對論錯了嗎?
  • 為何哈勃望遠鏡能看到100多億光年外的星系?卻看不到眼前行星?
    文/行走天涯為何哈勃望遠鏡能看到100多億光年外的星系?卻看不到眼前行星?作為目前世界上觀測距離最遠的天文望遠鏡,哈勃望遠鏡一直是當之無愧的第一,據哈勃望遠鏡面世以來,也已經幫助人類觀測到了很多距離,地球至少有著百億光年之外的星系,也讓人類真正認識到了宇宙究竟有多麼的浩瀚,這也是為何人類一直堅信在宇宙中肯定存在著和地球一樣的文明,哪怕目前處在的階段是不同的,他們很可能比人類要先進百倍
  • 為什麼哈勃能看到100億光年外的星系,但卻看不清冥王星?
    於1990年飛上太空的哈勃太空望遠鏡已經繞著地球飛了將近30年。由於遠離地球大氣的幹擾,哈勃捕捉到了一系列令人嘆為觀止的宇宙景象,讓我們窺探到了深邃的宇宙。哈勃觀測到了宇宙「邊緣」的星系,那些遙遠星系發出的光到達地球時已經非常微弱,亮度只有人眼所能看到的100億分之一。
  • 從距離地球2241光年外的星球看地球,能看到秦始皇本人嗎?
    等等,換個思路,如果在距離地球2241光年以外的星球看地球,豈不是能看到2241年前的地球?為什麼非得選2241光年以外的星球?因為2241年前是公元前221年,那一年秦始皇已經先後滅韓、趙、魏、楚、燕、齊六國,在那一年建立了大一統的秦王朝。看到這裡你明白這個意思了吧?接著往下看。
  • 哈勃能看到134億光外的星系!為什麼看不到系外行星的表面?
    天文望遠鏡可以看到幾十億光年外的星系,為什麼看不到一個星球的表面?所以仍然是看到而並非看清,必須要遠超這個口徑才能看清楚黑子!三、那為什麼我們又能看到百億光年外的天體呢?儘管我們看不清比鄰星上的黑子,也看不到上面發生的耀斑,但我們卻可以檢測比鄰星亮度變化來推測它發生的活動,比如亮度急劇加大時,那肯定是發生了大量的日冕層活動,超級耀斑爆發了,如果亮度減低,可能的情況就是大面積黑子爆發!
  • 天文望遠鏡可以看到數十億光年外的星系,為什麼看不到一個星球的...
    能不能看到星球表面,關鍵還是這個星球距離有多遠。 這個問題所謂「星球表面」有些模糊,不準確。月球算星球嗎?火星算星球嗎?木星土星算星球嗎?
  • 哈勃觀測到108億光年外兩星系,疑「星球大戰」後,留下痕跡
    如果那時太陽和地球還在,兩個星系碰撞,即使星球沒有碰撞,距離發生變化,也會導致地球氣候環境發生巨變,也許在那之前地球早已經沒有生命了。星球就像一個個細胞,宇宙,就是一個人,而人類就是細胞裡的細胞核。哈勃望遠鏡看到了108億光年外兩個星系疑似「星球大戰」過後留下的痕跡,1990年發射成功的哈勃望遠鏡再一次讓人類仰觀宇宙之大,俯察品類之盛!
  • 哈勃望遠鏡能拍攝134億光年的星系,為什麼看不清冥王星?
    在哈勃傳回的照片中,冥王星的圖像只是幾個黃色的像素點,畫面模糊,仿佛高度近視患者摘下眼鏡時,眼前呈現的景象。哈勃既然能看到百億光年外的東西,沒有道理看不清「近在咫尺」的冥王星。為什麼我們無法透過哈勃望遠鏡,看清冥王星的真面目呢?其實答案很簡單。這完全取決於角直徑。
  • 哈勃望遠鏡能拍攝134億光年的星系,為什麼看不清冥王星?
    在哈勃傳回的照片中,冥王星的圖像只是幾個黃色的像素點,畫面模糊,仿佛高度近視患者摘下眼鏡時,眼前呈現的景象。哈勃既然能看到百億光年外的東西,沒有道理看不清「近在咫尺」的冥王星。為什麼我們無法透過哈勃望遠鏡,看清冥王星的真面目呢?
  • 哈勃望遠鏡能看到百億光年外的天體,為何還發現不了外星文明?
    望遠鏡的能力,在於能看得有多清楚,而不是看得有多遠;如果說看得遠的話,人眼還能看到254萬光年外的仙女星系呢!哈勃望遠鏡於1990年升空,在二十多年的時間裡,哈勃望遠鏡經過多次維修和升級,大大擴展了人類認識宇宙的視野,還觀測到100多億光年外的天體。對於望遠鏡的能力,大部分人會覺得「看得遠」,才是衡量望遠鏡能力的標準,其實這是片面的,除瞭望得遠,看得清才是望遠鏡最重要的衡量標準。
  • 天文望遠鏡可以看到數十億光年外的星系,為什麼看不到一個星球的表面?
    能不能看到星球表面,關鍵還是這個星球距離有多遠。這個問題所謂「星球表面」有些模糊,不準確。月球算星球嗎?火星算星球嗎?木星土星算星球嗎?太陽算星球嗎?這些通過大型天文望遠鏡,都能夠看到表面。還有所謂「表面」也很含糊,是要求什麼樣子就算看到表面呢?看到一個球面算不算?如果算,以上說的這些星球都算看到了表面了。
  • 人類最遠能看到150億光年的星球,50億光年距離的星球地表是否能...
    距離地球150億光年的星球應該是錯誤的說法,目前觀測到的最遙遠天體應該是個類星體,大約在132億光年之外,接近宇宙第一代恆星誕生後的數億年,這是目前觀測上的極限。
  • 能看到幾十億光年外的宇宙,為什麼看不到地球上過去的前一秒?
    這個話題只有短短的三十個字,但涉及到的問題卻有好幾個,前者與我們觀測宇宙的方式相關,後者與我們經歷的時間相關,但兩者在某個層級上又是高度統一的!為什麼我們能觀測到幾十億年外的星系?很多朋友認為我們的眼光是超光速的,他們的感覺也很暴力直接,因為抬頭就能看的可能就是幾萬甚至數百萬光年外的星系,比如我們肉眼能看到的M31就位於254萬光年,但其實這個理解有很大的偏差,來個很簡單的比方就能了解這個定義存在的巨大問題:
  • 哈勃望遠鏡能看那麼遠, 那為什麼不直接這樣觀察星球?
    自1990年4月24日升空以來,哈勃望遠鏡已經拍攝了無數張迷人的星空圖片,在2016年3月4日,哈勃還拍到了134億光年之外的古老星系,刷新了人類觀測距離的記錄。哈勃望遠鏡能看那麼遠,那直接這樣觀察星球怎麼樣?
  • 哈勃望遠鏡能看到百億光年外,那它看到的月球和火星有多清晰?
    ,極大促進了我們對宇宙的認識。強大的哈勃不僅可以觀測到幾億光年外的星系,甚至還能觀測到一百多億光年外的遙遠星系。然而,如果用哈勃來觀測月球或者火星,並不能看到極為清晰的細節,要不然就不用發射探測器去探測月球和火星了(當然月球有特殊原因)。 哈勃太空望遠鏡能夠觀測到遙遠的星系,但卻不能看清地球附近天體的表面細節,其原因在於星系的尺寸遠遠大於像月球、火星這樣的天體。
  • 哈勃能看到130多億光年外的行星,為何卻看不清冥王星?
    在相關理論逐漸完善後,科學家們還進一步規範了天體劃分的標準,曾經作為太陽系九大行星之一的冥王星就不幸被排除在外。直到今天,「旅行者」系列成功飛出了太陽系,人們也沒有徹底見識到冥王星的真面目。由於距離遙遠,載人航天短時間內不可能到達,所以只能藉助發達的太空望遠鏡進行觀測。然而,在此過程中有科學家發現,即便是強大的哈勃太空望遠鏡,也無法看清冥王星,不僅引起人們的廣泛關注。
  • 望遠鏡能看到數億光年外的天體,為什麼看不清一光年外行星表面?
    這其實很容易理解,其實根本不需要望遠鏡,我們肉眼都能看到不止幾百萬光年外的天體,迄今為止肉眼所能看到的最遙遠的天體是超級伽瑪射線暴GRB 080319B,它刷新了肉眼所能看到天體距離的記錄:75億光年!
  • 哈勃望遠鏡能望到好多億光年距離,為什麼不知道哪個天體有外星人
    我們用肉眼可以看到離地球兩百多萬光年的星系,但卻無法看到離我們只有一公裡的螞蟻,也看不到離我們只有幾千光年的系外行星,更看不到系外行星上是否有生命。一個天文望遠鏡能看到多遠之外的物體,不但與物體的距離有關,也與其大小有關。雖然有些物體離得很遠,但只要它們的尺寸足夠大,望遠鏡就能觀測到。雖然有些物體離得很近,但它們的尺寸太小,所以望遠鏡就無法分辨出來。
  • 距離多遠還能看到太陽?哈勃望遠鏡能在140萬光年外看到!
    目前太陽的絕對亮度,我們在60光年遠的地方,還能隱約看到太陽,而哈勃望遠鏡可以在140萬光年遠的地方看到太陽。太陽的年齡大約是45.7億年,所以太陽發出的光線,最遠傳播到了45.7億光年外(不考慮宇宙膨脹效應),只有望遠鏡足夠大,理論上就能看到太陽。對於一個發光的天體,我們用視星等和絕對星等來描述天體的亮度,絕對星等描述天體的實際亮度,和觀測距離無關;視星等表示觀察者看到天體的亮度,和觀測距離有關。