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宇宙中光传播几百亿光年,是如何来到我们地球的?
宇宙,星系,天体宇宙中光传播几百亿光年,是如何来到我们地球的?
发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:
问题补充: 宇宙中光传播几百亿光年,这其中在光传播的道路上应该有无数的天体叠加,从而阻挡了光的行进路线,那我们为何还能观察到它们的到来呢?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
如果宇宙里充满了恒星,天空被星光笼罩,那么夜空将和白天一样明亮,然而亊实并不是这样,我们看不见远处恒星发出的光,是因为宇宙中的尘埃吸收了这些光。地球上,白天的天空是亮的,这是因为空气分子能夠反射阳光,就像一面镜子。
回答于 2019-09-11 08:43:50
非常感谢悟空小秘书的信任和邀请。
宇宙浩瀚无边,根据我们现在技术手段,能看到的宇宙边缘是460(900亿光年是宇宙直径)亿光年。
然而,我们能看到的仅仅是部分宇宙。
这是因为:
1、超过460亿(猜测宇宙的直径900亿光年左右)光年的光到不了我们所在的位置,所以460亿光年之外,我们现在一无所知;
2、460亿光年之内为可观测宇宙。然而,有很多星系可能距离太远、光线很弱,在我们中间可能还有其它星系的阻隔,它们发出的光线会被星系、宇宙尘埃吸收,我们就看不到。
3、太阳系外围的尘埃物质也会遮蔽一部分光线,只有那些强度达到一定程度,能够越过几百亿年,剩余强度还能超过人类仪器最低灵敏度的光线才能被捕捉。
所以,我们看到的只是一个部分宇宙,人类对于宇宙的感知永远只能是盲人摸象。希望我们的科学家,能利用这样的碎片信息,拼接出一个完整的宇宙。
我是郭哥论道,一个致力于科普相对论、量子力学、计算机、数学,让深奥的科学理论通俗易懂起来、让科学更有趣的科普搬运工。
回答于 2019-09-11 08:43:50
首先,宇宙形成于大约138亿年前,所以宇宙中的光不可能会传播几百亿光年,最多只会传播138亿光年。这是因为光速是有限了,光在138亿年的时间里只能传播138亿光年。
宇宙中确实有很多天体,但宇宙空间其实超乎想象的空旷。据估计,宇宙的平均密度只有9.9×10^-27千克/立方厘米,而地球上的空气密度为1.3千克/立方米(标准状况)。宇宙其实无比空旷,星系与星系之间存在着巨大的空间,而星系内部的空间其实也是空荡荡的。
因此,光在宇宙中传播可能会被天体阻挡,但大部分时候都能穿过空荡荡的宇宙空间。正因为如此,遥远天体发出的光最终可以抵达地球,从而被我们接收和观测到。
谈及宇宙的空旷和浩瀚,可以看一下NASA的哈勃太空望远镜所拍摄的宇宙一隅——哈勃极深场(XDF):
哈勃对准太空中的极小一块区域(上图小方框),比满月小得多,相当于整个天空的3200万分之一,累积曝光时间长达23天,结果获得如下的照片:
在这张哈勃极深场中,包含着多达五千多个星系,最古老的光可以追溯到132亿年前,那时的宇宙才刚刚形成6亿年。图中的红色星系是星系发生大碰撞之后的残骸。另外还有许多很小的星系,它们都是非常年轻的星系,最终会演化成类似于银河系这样的大型星系。
至于我们所能观测到的最远宇宙为465亿光年,这是计算出来的,并不是真的有465亿光年之外的星系发出的光抵达地球被我们观测到。因为宇宙在不断膨胀,宇宙变得越来越大,而宇宙的年龄是有限的,所以遥远宇宙的星系发出的光还没来得及传播到地球上。
回答于 2019-09-11 08:43:50
宇宙中光的传播,一方面在宇宙的天体中有很大的间隙,另外有一种原因是天体的引力能使光的传播途径弯曲最终还是有一部分光能够到达地球!
回答于 2019-09-11 08:43:50
感觉各大v回答都有点答非所问,提问我理解光在传播过程中会遇到各种星体,尘埃阻挡,按照我们的常识来说应该是看不到的。这个想法一半对一半错。首先我们来说光分可见光和非可见光,可见光的穿透力非常差,如果被尘埃阻挡我们的确看不到 ,但非可见光却大不一样,我们用的望远镜分光学和射电,光学望远镜主要是观察可见光,而射电望远镜则是观察非可见光的,它收集的都是数据,然后通过光谱分析将数据还原成像,于是我们就看得到光源的样子了。
最后我们来说一个自然给予我们的高端操作,引力透镜,根据广义相对论,有质量的物体可以弯曲一定范围内的时空,时空弯曲后,光的传播路径也会跟着时空一同弯曲,大质量恒星,中子星等天体更为明显,最明显的还是黑洞,这样本不应该传播到地球的光因传播路径弯曲而最终到地球,感觉就像绕过阻挡在前面的天体给你看本体一样,故我们也能看到天体背后的情况。
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