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TUhjnbcbe - 2023/11/22 4:23:00
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NGC星系-这是一张NGC星系的照片,它距离我们1亿4千万光年,也就是说,从那里发出的光需要1亿4千万年才能抵达地球。因此,这张照片展现的是1亿4千万年前那片星系的模样。(公有域图像,来源:ESA/HubbleNASA)严格来说,当你使用望远镜观测来自遥远星系的光时,你并不是在看向过去。它的过去已经不复存在了,因此没有人能直接看到过去的星系。实际上,你通过望远镜看到的是一束光在此刻的样子。这一束光在可以视为真空的宇宙中传播了数千万年,总体而言并没有受到多少干扰,所以它在被观测时的样子和数千万年前刚被发出时没有什么不同。通过观测当前的这些光线,我们就能推测出千万年前作为光源的星系是什么模样。这和照片有些相似:就好比你在女儿小时候拍了一张照片,十年后又翻出来回顾一样。当你注视照片时,你可以说你“看到了过去”,看到了你女儿小时候的样子。但这并不是说你的视线穿越了时间。你的女儿早已不是那个小孩了,此时此刻,这个宇宙里也并不存在一个幼年时期的她。你看到的是一个由照片上的油墨反射的光线构成的来自当下的影像,只不过这些油墨的排列忠实地重现了你女儿小时候的模样,而且在十年里自始至终都没有改变过。从照片上反射到你眼睛里的光和十年前从你的小女儿身上反射到相机里的光完全相同。在这种情况下,你可以通过观测此时此刻的照片推断多年前照片里的人的模样。但这个类比是有前提的:首先,你必须确保你的相机准确捕捉了到当时的光,并把它们以信号的形式储存下来;其次,打印机必须正确地读取、反演信号,将正确的图案打印在相纸上;最后,这张照片在被冲印出来之后不能发生任何额外的变化。只有在满足这三个前提条件的时候,你从照片里看到的图像才能真实反映出你的女儿十年前的模样。举个例子:假如你的照片碰到了腐蚀性液体,导致人像的上方出现了一块白斑,那么当你试图通过观察照片来回到过去时,你就只能假设十年前你的女儿头顶飞过了一架UFO或者一团球状闪电。但你肯定足够聪明,能够明白凝视照片并不会使你的视线穿越时间。你从照片上看到的只是一束与十年前相机捕捉到的图像有了误差的光。类似地,当前时刻进入望远镜的光,也只有在传播过程中没有受到任何影响的前提下,才能为我们提供来自过去的精确信息。但在现实中,来自遥远星系的光是会在传播过程中发生变化的,不过我们仍然可以通过分析解读把这些误差剥离出去,从而获得目标星系在过去的真实图像。光线在星际间传播时的最主要变化就是宇宙膨胀带来的红移效应。当光线穿越膨胀的空间时,它的波长会增长,从而令其在可见光谱上偏向红光一侧。这样一来,进入望远镜的光束就和千万年前星系发出的光束有了区别——它变得更红了。幸运的是,科学家们已经完全理解了红移效应的产生原理,能够计算出最终应在光谱上进行怎样的反向调整才能重现千万年前光束出发时的景象。遥远星系发出的光能够持续传播几千万年而几乎不变的原因有二:第一,那些星系距离我们极远,即使是直线传播的光也需要飞行几千万年才能抵达地球;第二,宇宙空间几乎是完全真空的,因此光线即使传播了如此远的距离也很难撞上多少障碍物。参考资料1.WJ百科全书2.天文学名词3.wtamu如有相关内容侵权,请于三十日以内联系作者删除转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处
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