我們看到的太陽光究竟是8分鐘前的,還是上萬年前的?

2020-12-05 科學探索菌

光的傳播需要時間,我們看到的都是過去式。

地球與太陽相距1.5億公裡,光每秒能在真空中傳播30萬千米,則太陽光從太陽表面到達地球大約需要8分20秒,因此我們從地球上看到的太陽是8分鐘之前的太陽。

那麼為什麼有觀點認為太陽光是上萬年前發出的?

世界上任何溫度在絕對零度(零下273.15℃)之上的物質都能夠發出紅外光(紅外光是一種比可見光頻率低的電磁波,肉眼不可見)。太陽之所以能夠發出可見光,是因為太陽內部在進行著核反應,核反應產生的光和熱加熱了整顆太陽,太陽上的物質被加熱到上萬度的高溫,然後才向外輻射太陽光。核心處產生的光除了能夠加熱整顆太陽,還需要抵抗來自太陽外殼物質的重力,這也是太陽能長期保持平衡的原因之一。

上圖為太陽內部正在進行的核反應過程。

太陽依靠核聚變反應發光發熱 ,而核聚變反應主要位於太陽中心地帶,那裡的溫度高達1500萬℃,壓強是地球大氣壓的3000億倍,太陽光就產自那兒。為了產生這些光,太陽每秒鐘要損失大約400多萬噸的物質,不過這對太陽來說連九牛一毛都算不上。太陽半徑大約為70萬千米,理論上來說,光子以光速到達太陽表面僅需要兩秒多時間。然而事情並沒有這麼簡單。

太陽主要由氫和氦等元素構成,物質都是處於等離子狀態,這些光要想到達太陽表面,就必須穿越重重障礙。當光子穿過這些等離子體時,會與質子、電子等發生碰撞,不斷經歷吸收再發射的過程,並且整個過程中的運動方向是隨機的,光子也並不會和所有的粒子都發生碰撞。

經過複雜的計算,發現光誕生後到達太陽表面至少要經歷上萬年的時間,有的甚至要幾十上百萬年時間,然後才能從太陽表面到達地球。這就是上萬年那個說法的來歷。

上圖揭示了光在太陽內部的大致傳播過程。

然而上述觀點中,從太陽中心區域到達太陽表面,整個路程被認為是同一個人硬著頭皮走完的,其實並不是。

核聚變反應過程中釋放的光是伽瑪射線,也就是頻率極高的電磁波,這種光對人體有害,人眼也看不到。光在傳播過程中,不斷經歷吸收再輻射的過程,光的能量和頻率不斷衰減,最終才形成了X光、紫外光、可見光等光線。

如下圖所示,從左到右,光的頻率不斷衰減。

一個光子從誕生到吸收,整個生命過程就終結了。光被太陽內部的物質吸收後,受激回落,又會向外發射出頻率和能量更低的電磁波,新的光子又誕生了。光在太陽內部的傳播,就是不斷重複這樣一個過程,經歷千難萬阻最終才到達太陽表面。而光子直接從太陽中心到達太陽表面的可能性為0。

簡單來說,太陽核反應區誕生的光並不能直接到達太陽表面,需要經歷無數次死亡及重生。你現在看到的那個他,早已不是原來那個他,到達太陽表面的光早已不是最初的那個光。

並且,基本粒子具有全同性,光子之間是無法區分的。此外,我們既無法確定光子的壽命,更沒有辦法分辨那個光子誕生的時間更早一些。

太陽主體從內到外的結構可分為:核心區、輻射區和對流區,其中,核心區就是太陽內部產生能量的地方,佔太陽半徑不到1/4。太陽表面還可分為光球層、色球層和日冕層,我們接收到的太陽光基本上就是由光球層發出的,太陽的光譜實際上就是光球層的光譜,太陽表面的溫度(大約5500攝氏度)也是指光球層的溫度。人眼看到的可見光,也是從這個地方發射出來的。

上圖為太陽的主要結構示意圖。

對於人類來說,我們看到的太陽光就是從太陽表面發射出來的,因此我們看到的太陽光就是8分鐘之前的。對於一個光源,我們看到的它的樣子,就是光從光源表面到達人眼之前的樣子。如果從能量傳遞角度來看,那麼我們可以認為,太陽核心區在此前的某一時刻產生的能量完全傳遞到太陽表面,大約需要上萬年的時間。

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    我們看到的太陽光究竟是8分鐘前的還是幾萬年前的? 這個問題很簡單稍微對天文知識有點了解的小夥伴張口就來,我們看到的太陽光是8分20秒之前從太陽表面來到地球。
  • 我們看到的太陽光究竟是8分鐘前的,還是上萬年前的?
    光的傳播需要時間,我們看到的都是過去式。地球與太陽相距1.5億公裡,光每秒能在真空中傳播30萬千米,則太陽光從太陽表面到達地球大約需要8分20秒,因此我們從地球上看到的太陽是8分鐘之前的太陽。那麼為什麼有觀點認為太陽光是上萬年前發出的?世界上任何溫度在絕對零度(零下273.15℃)之上的物質都能夠發出紅外光(紅外光是一種比可見光頻率低的電磁波,肉眼不可見)。
  • 我們看到的太陽光不是8分鐘之前的,而是上萬年前的光線
    太陽光光的本質是一種電磁波,太陽距離地球的平均距離為1.8億千米,光傳播這麼遠的距離需要8分20秒,因此我們在地球上看到的太陽光確實是8分鐘前從太陽表面發出的。假如太陽內部突然停止了核聚變,不再釋放能量,那麼我們需要等8分鐘才知道。按照這個道理,我們看到的陽光怎麼可能是上萬年前的呢?要弄明白這個問題,我們必須要了解太陽光是如何形成的。
  • 太陽光究竟是如何形成的?我們看到的陽光真的是8分鐘前的嗎?
    ,光傳播這麼遠的距離需要8分20秒,因此我們在地球上看到的太陽光確實是8分鐘前從太陽表面發出的。假如太陽內部突然停止了核聚變,不在釋放能量,那麼我們需要等8分鐘才知道。按照這個道理,我們看到的陽光怎麼可能是上萬年前的呢?要弄明白這個問題,我們必須要了解太陽光是如何形成的。
  • 我們看到的太陽光,究竟是8分鐘前的還是幾萬年前的?
    我們從地球觀測到的太陽光,如果追溯其能夠被肉眼觀測的距離,那就要從太陽表面逃脫時算起,在到達地球後,光線走過這個日地距離所需要的時間為8.3分鐘。而如果非要加上從內部剛產生到「遊走」到太陽表面所經歷的時間,那結果就要漫長許久,有可能長達20多萬年。
  • 我們看到的太陽光並非8分鐘前的,而是十幾萬年前
    我們看到的太陽光並非8分鐘前的,而是十幾萬年前作為太陽系中的「老大哥」,太陽的質量佔據了整個太陽系質量的99.86%,其周圍有八顆行星圍繞著它不停地運轉,其中包括我們居住的地球在內。眾所周知,太陽系中唯一會自行發光的天體就是恆星太陽,地球上維持生命的光和熱都是從太陽那裡傳送過來的。
  • 肉眼看到的太陽光是8分鐘前產生的?不!它是十幾萬年前的
    肉眼看到的太陽光是8分鐘前產生的?不!它是十幾萬年前的大約五十億年前,一種叫做「原始太陽星雲」的星際塵埃雲開始因重力而坍塌,體積愈漸愈小,核心溫度愈漸愈高,密度愈漸愈大。我們的地球離太陽大約1.5億公裡。以光速,太陽表面的光子到達地球需要8分20秒,所以我們看到的太陽總是在8分20秒之前的太陽。然而,儘管太陽表面的光子到達地球需要八分二十秒,事實上,我們看到了陽光,它誕生於十萬多年前。那時,人類仍處於遠古。我們知道太陽的光和熱都來自核心區域,這種強大的能量釋放使得太陽的主序列恆星階段持續了110年。
  • 太陽光到達地球需要8分鐘,人一眼就能看到太陽,眼速比光速快?
    筆者-小文太陽是太陽系的老大,而八大行星則圍繞這顆巨大的恆星做公轉運動,在地球上,人們每天都能看見日出日落,這已經是習以為常的事了,但你可知道,太陽光到達地球需要花費多長時間呢?而在地球上,一是人類沒有發現足以推動飛船進行光速飛行的燃料,二是人類沒有辦法在控制質量不變的前提下加快飛船的速度,因此,光速對於人類而言只能局限在理論當中。那麼,在宇宙中究竟有沒有一種物質的速度可以超越光速呢?答案是有的,就比如說星體之間的紅移現象和宇宙膨脹現象。
  • 太陽光到地球需8分鐘,在光子看來它花了多長時間?
    太陽光到地球需8分鐘,那在光子看來它花了多長時間?我為什麼要重複這個問題呢?原因是,這個問題包含兩個方面!首先我們看到的光子真的全部來自約8分鐘前的太陽光嗎?最後一個問題就是在光子看來它離開太陽表面後,達到地球需要多長時間?
  • 為何太陽光到地球需要8分鐘,人眼卻能瞬間看到?
    太陽和地球之間的距離是1.5億公裡,以光的傳播速度30萬公裡每秒來計算,太陽光到達地球需要500秒,也就是8分鐘左右的時間。光速作為地球上公認的最快的速度。對於現在的我們來說,想要實現光速最困難的兩個問題是,沒有可以推動飛船光速飛行的燃料,第2個是我們無法實現物體質量在不變的情況下,加快飛船的飛行速度,所以目前對我們來說光速只不過是理論上的概念而無法真正的成為現實。
  • 請問肉眼看到的太陽光是多久前發射出來的?
    請問肉眼看到的太陽光是多久發射出來的?★地球人類的肉眼所看到的太陽光,其實是17萬年前發出來的。作為太陽系中的老大哥,太陽的質量佔據了整個太陽氣質量的99.86%,其周圍有8顆行星圍繞著它不停的運轉,其中包括我們居住的地球在內,眾所周知太陽系中唯一會自行發光的天體就是恆星太陽。★在茫茫宇宙中,太陽只是一顆非常普通的恆星。在廣衰浩瀚的繁星世界裡,太陽的亮度、大小和物質密度都處於中等水平。只是因為它離地球較近,所以看上去是天空中最大最亮的天體。
  • 太陽光八分鐘後才到地球,我們看到的都是過去嗎?
    日地的平均距離是1.5億公裡,天文學上把這個距離定義為一個天文單位。真空中光速30萬公裡每秒,那麼太陽光從太陽表面發出到達地球大約是8分鐘20秒。這就是很多人說我們看的太陽是八分多鐘之前太陽的原因。我們之所以能看到物體,是因為這個物體發射或者反射的光線進入到我們的眼睛,最後通過視覺神經在大腦中呈現。
  • 人睜眼就能看到太陽,而太陽光抵達地球花8分鐘
    為什麼我們睜眼就能看到太陽簡單來說,我們可以看到某種食物,不僅是因為我們的眼睛具備感知其存在的能力,同時也是因為這種被看到的事物客觀存在。之所以我們可以一睜眼就看到太陽,首先是因為我們具備可以感知光線的器官眼睛,即便是我們閉上雙眼也能覺察到所處環境中光線的明暗程度。
  • 太陽光要8分鐘到達地球,人眼卻瞬間看到太陽
    我們每天抬頭就能看見掛在天上的太陽,每天東升西落,時時刻刻照耀著地球上每一個角落。不過,很少有人想到,照在我們身上的太陽光其實並不是「現在」的光,而是八分鐘之前的太陽光。聽起來有點奇怪?其實這是因為,雖然光速很快,但太陽離我們太遠了,光從太陽傳到地球並沒有那麼容易。
  • 太陽光需要8分多鐘才能傳到地球,為什麼眼睛看到太陽只要一瞬間...
    太陽光是需要八分鐘才能傳到地球,這是由於太陽到地球的距離有1.5億公裡遠,而光在真空中的傳播速度大約30萬公裡,而1.5億公裡除以30萬公裡,算起來時間也就是八分鐘左右。其實這正是因為我們看到的太陽是八分鐘之前的,它在源源不斷的向地球上發射光輝,所以我們時刻都能看到八分鐘之前的太陽,而此時此刻的太陽,我們是看不到的,要想看的話,只能等到八分鐘之後,它上面的光線傳到地球上才可以。
  • 太陽光來到地球需要8分鐘,但是對於光子來說,卻只用瞬間
    那麼就算是這麼遠的距離,對於陽光來說是可以很快就到達的,然而經過科學家的研究,計算出了太陽光到達我們地球需要的時間大約是8分17秒,大家要知道這8分17秒可是在光速運動下的時間。而我們的地球上在天氣晴朗的夜晚是可以看到銀河的,其實我們看到的那些夜空中閃閃發光的星星
  • 太陽光來到地球需要8分鐘,但是對於光子來說,卻只用瞬間
    太陽想必大家都不陌生它是我們人類正常生活中不可缺少的,那是因為我們地球上的植物生長大部分需要太陽來進行光合作用,而大部分動物也是需要陽光才能生活的,想必大家也都知道我們的地球它是位於太陽系中最適合生命生長的地方,這也就說明了我們的地球與太陽之間的距離是剛好合適的,而在太陽系中也只有與太陽合適的距離才會有生命誕生
  • 太陽光能照射多遠?會到達宇宙的盡頭嗎?
    伽馬射線是肉眼不可見的高能光子,但我們能夠看到太陽,這意味著伽馬射線的能量發生了衰減,一部分變成了可見光。光子離開太陽表面,它們會向宇宙中的所有方向發射出去。經過大約8.3分鐘的傳播,光子抵達地球,我們就能看到太陽。但事實上,我們所看到的太陽光不是產生自8.3分鐘之前,而是來自數萬乃至十幾萬年前。
  • 當我們看向宇宙,看到的是過去還是現在?
    從太陽表面發出的光子需要穿過真空空間才能到達我們的眼睛。圖解:光從離開太陽表面算起,需大約8分17秒才能到達地球。簡而言之,陽光從太陽到地球平均需要8分20秒。如果太陽突然從宇宙中消失(這不是真的可能發生的,不用驚慌),這只會花多於8分鐘的時間你就會意識到是時候穿上毛衣了。這是一道數學題。我們距離太陽約為1.5億公裡。光以30萬公裡/秒的速度移動。距離除以光速,你會得到500秒或8分20秒。這是一個平均數。