在距離地球2000多光年的位置，能看到秦始皇漢武帝嗎？

秦始皇逝世於公元前210年，漢武帝逝世於公元前87年。秦始皇奠定了我國的大統一格局，以漢武帝為代表的漢朝造就了漢文化。中華文明源遠流長，如果能一睹秦皇漢武的風姿，那該有多好。

除了穿越時空，我們或許可以換一種途徑，一睹秦皇漢武的風姿。

以空間換時間

我們能夠看到這個世界，就是因為人眼接收到了物體反射過來的光。絕大多數物體都能夠發射或者反射光，而人眼只能感知到其中的可見光。物體是否發光，通常是指能否發出可見光。

光在真空中每秒大約能夠傳播30萬千米。光速雖快，然而光的傳播速度是有限的。一個距離你10米遠的人，你所看到的信息來自3000萬分之一秒前。也就是說，我們當下看到的都是這個世界過去的樣子。

由於光速比較快，當距離比較近時，我們發現不了這種微小的差異。而當距離足夠遠時，這種差別就比較明顯了。地日相距1.5億公裡，太陽光到達地球表面則需要8分多鐘，換句話說，我們從地球上看到的是太陽8分鐘之前的樣子。

利用哈勃望遠鏡，我們能夠看到130多億年前的宇宙。反過來，在遠離地球的地方，你不僅能夠看到你昨天和小夥伴踢足球的身影，或許還能夠親眼目睹2000多年前秦始皇祭天時的場景。至於秦始皇長什麼樣，由於是俯視，估計很難有機會看到。

這種方法可行嗎？

這裡存在兩個問題，就是關於觀測對象和觀測工具的問題。一是2000多年前的光還能看得見嗎？二是需要多大口徑的望遠鏡？

在夜空中用肉眼所看到的星星基本上都是恆星，這些恆星之所以能被我們看到，就是因為它們亮度極高，且距離地球較近，大都距離地球不到1000光年。這些星光都來自很遠的地方，來自很久很久之前。利用天文望遠鏡雖然可以看到更加遙遠的恆星，但是像那種不發光的系外行星，現階段用望遠鏡都難以看到，只能通過其他方式間接確認它的存在。

如圖所示，1990年旅行者一號在距離地球64億公裡的地方給地球拍下了一張6小時以前的照片，地球在這張照片上就是1個亮點。

地球本身不發光，古代也沒有燈，我們從太空中俯瞰地球，接收到的都是這些物體反射的太陽光。在這個過程中，如果天氣非常晴朗，這些光進入太空時不會遇到多大阻礙。太空雖然空空蕩蕩，星際物質的分布極其稀疏，但光在太空中傳播時還是會遇到阻礙，會被吸收和散射。隨著傳播距離變遠，光的衰減程度也會逐漸變大。

這2000多年前的光以地球為中心在宇宙內傳播開來，理論上仍有一部分光子有機會傳播到宇宙深處。在這個距離上，這些來自秦始皇時代的光已經極其微弱了，要想捕捉它們並形成影像，需要口徑極大的望遠鏡。望遠鏡的口徑（物鏡的直徑）越大，匯聚的光線也就越多，就能夠看清更遠更暗處的物體。

不管是人眼，還是望遠鏡，當被觀測目標距離過遠時，就分辨不清楚了。以人眼為例，當物體遠離人眼時，在視野中就逐漸縮小成一個點，最終消失，這就是分辨能力受到了限制。要想使遠處的物體看得更清楚，就需要提高分辨能力。

理論上放大倍數越高，就能看清更多細節。可我們並不能通過簡單地提高望遠鏡的放大倍率來提高分辨能力，因為望遠鏡的分辨能力會受到光波衍射限制（有興趣的可以去了解一下艾裡斑），存在一個極限解析度。我們通常以分辨角（物體兩端引出的光線在視點處所形成的夾角）來描述這種極限分辨能力，這個最小夾角Δφ與望遠鏡的口徑D和光的波長λ有關，即Δφ=1.22λ/D。分辨角越小，分辨本領也就越強。受可見光波長的限制，要想提高望遠鏡的分辨能力，就只能提高望遠鏡物鏡的口徑。

人眼的最小分辨角約為1角分。要想看到秦始皇，必須在2200光年（2200×9.46×10^15米）之外才行，且被觀測目標的可分辨尺寸至少要達到10釐米。已知距離和目標物的尺寸，接下來利用反正切函數即可求出Δφ。計算可知，此時望遠鏡的最小分辨角為4.8x10^-21度。

而可見光的波長在400~760納米之間，取個550納米的平均值，即5.5x10^-7米。計算可知，這個望遠鏡的口徑將達到1.4×10^14米，即0.015光年，這大約是冥王星與太陽平均距離的24倍。

要製造口徑如此巨大的望遠鏡，就算耗盡太陽系內所有可用的資源也造不出來，更別提保證鏡面的精度了。不僅製造是個難題，而且這麼大口徑的望遠鏡，工作時會產生海量的數據，需要極其強大的超級計算機才有能力處理。了解一下哈勃望遠鏡拍攝的照片是怎麼清洗出來的，你就明白了。這樣的計算機目前還造不出來，未來的超級量子計算機可能有能力勝任。

不過，我們或許可以藉助引力透鏡的幫助。強大的引力場能夠使光線彎折，仿佛透鏡一般，這樣就能使用更小口徑的望遠鏡達到更高的解析度。

對於射電望遠鏡而言，採用幹涉測量法，僅用一定數量的小口徑望遠鏡就能模擬出口徑超級大的望遠鏡（拍攝黑洞照片時就應用了該技術）。可射電望遠鏡接收的是無線電信號，並不適合用來觀察地球表面上的情況。要想看到秦始皇的身影，還得靠光學望遠鏡。光學望遠鏡雖然也可以採用幹涉測量的方式提高分辨能力，但可見光的波長比無線電短很多，技術上實現起來也比較困難。

最大的一個難題

乘坐一艘宇宙飛船，前往2000多光年外的地方，只要掌握好位置節點和方向，理論上是有機會親眼目睹秦皇漢武風採的。

可成也速度，敗也速度，因為根據相對論，任何有質量物體的速度都不可能達到或者超越光速，那麼短時間內跨越數千光年的距離才是最大的技術難題。

目前人類所發射的探測器的最快速度連光速的1‰都沒達到，更別提接近光速。要想在宇宙中進行超光速旅行，必須使用全新的技術，比如利用空間曲率引擎超光速前行、利蟲洞進行空間跳躍。然而這些都停留在幻想階段，能不能實現，如何實現，還要打上一個大大的問號。

如果擁有超光速技術，我們或許能夠像看電影一樣，一覽地球的發展史，可目前看來這對於人類來說終究只是一個美好的夢想。不過遙遠的外星球上可能存在高級智慧生命，它們或許正在注視著2000多年前的我們。