假如站在2200光年外看地球,能亲眼目睹到古代的秦汉盛世吗?:宇宙中凡是会发光的事物,其产生的光都会以光速在宇宙中传播,所以我们看到的宇宙天体距离我们多少
宇宙中凡是会发光的事物,其产生的光都会以光速在宇宙中传播,所以我们看到的宇宙天体距离我们多少光年?我们所看到的基本就是它多少光年之前的样子(忽略宇宙膨胀作用)。
比如我们看太阳,距离我们约1.5亿公里,它发出的光跑到我们地球上需要八分钟十几秒,所以我们看到的太阳实际上是它8分十几秒之前的样子,我们看到的天狼星距离我们约8.6光年,那么我们看到的就是天狼星8.6年之前的样子,仙女座星系距离我们约256万光年,我们看到的仙女座星系也是它256万年前的样子。
那么如果我们走出地球,来到宇宙中回望地球,理论上来讲,我们距离地球多远,能看到的就是这个距离除以光速得出的时间的样子,比如如果我们距离地球近70光年,那么理论上讲我们应该能看到开国大典;如果距离地球100光年,我们应该能看到五四运动;如果距离地球1000光年,我们能看到北宋繁荣时期的情景;如果距离地球2000光年,我们就能看到新朝王莽时与绿林赤眉起义;如果距离地球2240光年,我们也应该能看到秦始皇登基时的情景。
然而,理论很丰满,现实很骨感。上面所讲的只是理论上的事情,如果真距离地球那么远,实际上依靠我们现在的天文学技术,别说看到当时的人等事物,就连地球都看不到。即便只在距离地球70光年远的地方,如果不通过掩星法(行星在视觉上经过恒星表面的时候阻挡恒星的部分光辉)的方式,以今天的观测技术也是看不到我们所在的地球的。
这是因为地球只是一颗行星,并非是发光的天体,人类本身以及身边的事物,除了灯火之外大都是不会发光的,所以关于以往的人类和它们经历的一切都要通过反射的光去观察,然而只依靠反射发出的光辉实在是太弱了,可以说我们将什么也看不到,特别是到了夜晚,反光现象基本消失了,就更看不到了。
即便是在距离太阳系最近的恒星比邻星附近,我们也看不到地球。有人估算认为在距离我们一百光年远的地方,要想看清地球表面的事物,至少要打造一个像太阳系那么大的望远镜才勉强能够看到,所以即便想看70年前的开国大典,所需要的望远镜也太大了,目前人类的技术根本做不到,哈勃望远镜也无法看清5500万公里外火星上人体大小的东西。
不过,人类的观测技术也在进步,虽然目前还不可想象如何在数十甚至数千数万光年外观察地球上发生的事情,但是科学技术常常会赋予我们只有想不到而没有做不到的能力,也许在未来,我们真的能够穿越时空,到达距离地球数百数千光年外,回看地球上曾经发生的一些事呢。
人的眼睛之所以能够看到周围的事物是因为物体发出或反射的光线进入到我们了的眼睛。而光线的传播速度虽然是宇宙中最快的,但也是需要时间的。那么问题就来了,我们的眼睛看到的都是过去的事情。
图示:秦汉盛世
举几个例子吧!光在宇宙中的传播速度是每秒钟30万公里。月球距离地球384000公里,月光来到地球需要1秒多点的时间,那我们看大的月球就是一秒钟以前的月球;太阳距离地球大约1.5亿公里,那太阳光到达地球就需要8分多钟的时间,那我们看到的太阳就是八分钟以前的太阳。
北极星在夜晚的时候可以为我们指引方向,它距离地球大约有434光年,那我们现在看到的北极星其实是它434年前的样子。它的光线刚刚开始出发的时候,我们还处在明朝的万历年间。
图示:我们看到的星空都是遥远的过去
同样的道理,假如我们站在2200光年外的地方看地球,能亲眼目睹到古代的秦汉盛世吗?理论上我们是能够看到的。为什么这么说呢?秦朝和汉朝已经过去两千二百多年了,那时候地球发出的光线已经在宇宙中传播了2200年。这些记录着当时的信息光线已经传播到了2200光年的宇宙深处了。如果我们能够在2200光年的地方捕获这些光线的话,我们就能亲眼目睹古代的秦汉盛世了。
不过这仅仅是在理论上能看到,实际情况却很难看到。地球本身不发光,靠着反射太阳的光线我们才能够看到它。但是地球反射的太阳光线传播这么远的距离后会变得很弱。即使用大型的天文望远镜也很难看到地球,更别说地球上曾经发生过的事情了。
图示:旅行者一号在64亿公里拍摄的地球“暗淡蓝点”
当年旅行者一号在距离地球64亿公里的地方拍摄了一张地球的照片,叫做“暗淡蓝点”。在这张照片上地球只有不到两个像素大小了。这张照片是我们看到的6小时前的地球。6小时前的地球就变成了这个样子,那么2200年前的地球呢?事实上我们根本不可能看到它。
我们现在通过先进的天文望远镜寻找太阳系外行星的时候,根本不能直接观测到这些行星。而是通过行星在经过恒星的时候引起的光线微弱变化来判断行星的存在。同样道理,我们在遥远的地方看地球,地球完全湮没在太阳强烈的光辉中,无法真正看到它,充其量只能看到地球的“背影”。
图示;太阳面前的水星,黑点是水星(恒星面前的行星)
在遥远的2200光年之外,看到地球都很难,更别说是地球上发生的事情了。因此,很遗憾我们无法亲眼目睹秦汉盛世的繁荣景象,而只能通过史书去了解这段历史了。
在电视??综艺节目上,曾经有一个很时髦的游戏,就是主持人悄悄地告诉嘉宾一句话,然后这位嘉宾用简单的动作将这句话传达给后面的嘉宾。经过不到十个人的传递,最后一个人得到的信息就已经和最初的那句话风马牛不相及了。
通过这个例子,是告诉我们,信息的传递是会衰减的,会被外来的因素所异化。在自然界也是如此,不存在绝对自由和独立的物体运动,即便是光的传播也不例外。
根据现代科学的研究,我们的宇宙空间并不是空无一物的。其中,不仅存在着无数的尘埃,会借助于吸收与释放光能而对光进行散射,从而使物体的影像变得模糊不清。
而且,由于存在着量子空间,使得光子在其传播的过程中会与空间量子发生碰撞??,将其部分能量转移给了量子空间。这就是光的耗散红移。
光的耗散红移不仅会使物体的影像偏红,而且还会有部分影像移出了可见光的频段。这也会使原来的影像产生歧变,从而使2000多光年以外的星系看到的影像,与实际的景象相比,早已是面目全非了。
除此之外,导致光信号产生歧变的因素还有很多。比如,各种天体可以借助于引力使光的路径发生变化,而且还会发生引力红移现象。
总之,在2000多年的传播过程中,光子就像是唐僧西天取经那样,会经过九九八十一难。因此,在遥远的星球观看地球时,即便是借助于高倍的望远镜??,可以接收到地球当时的影像,也不会使汉朝的盛世再现出来。其根本原因,就是空间不空。其中,不仅存在着无数的尘埃和各种天体,而且还存在着宇宙的物理背景即存在着量子空间。
这个问题的答案是不能,因为地球是行星,而恒星太亮,哈勃望远镜看到3800光年外是这样的,恒星也就是一个光点,2200光年外的地球连被发现都难。
大家都知道太阳系有八大行星,但可能不知道是直到2017年前,太阳就是人类知道拥有最多行星的恒星,因为其他恒星的行星因为太暗而恒星太亮很难被发现。2017年12月 NASA 宣布从行星捕手探测器的数据库里发现恒星“开普勒-90”的第八颗行星,这得益于谷歌阿尔法狗的人工智能从大量的数据里找出来的。
发现该行星的方法是“行星凌日”法,当行星掠经恒星表面时,造成恒星亮度的下降,通过观察亮度的变化来确定一颗行星,也就是说不用真的看到行星,海量分析恒星亮度来确定一颗行星的存在。
其次行星不发光,我们看到影像都通过捕捉恒星光或人类制造出来的光子来成像。相比普通成像,卫星对地球观测遥感还要区分不同的波长的光,然后根据不同地形物的反射率和其他大气参数来校正,最后才能成为我们看到地球卫星影像。而地球上从大气层反射出去到宇宙空间的光,信息损失本身会比卫星成像更大,再经过2200光年旅程,能捕捉到可恢复信息光子更少之又少,能分辨出地球的地形特征就不错了,至于还原人和物,我觉得不可能。
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可以明确的说,站在2200光年外看地球既不会看到秦始皇登基的场景,也看不到汉唐盛世。之所以说看不见,主要可以从以下这两个方面来说明。
1、2200光年之外对于人眼的可识别距离实在是太过于遥远
2200光年,简言之就是光“行走”2200年的距离,按照光速约为30万千米/秒,那么光在这个时间里一共行走2200*60*60*24*365*300000=2.08138E+16千米,这种距离,不要说人眼了,就是当前最先进的FAST超级天眼都无法看到这个距离之外的真实场景。
苏轼在《题西林壁》中写道:“横看成岭侧成峰,远近高低各不同。不识庐山真面目,只缘身在此山中”,意思是游人所处的位置不同,看到的景物自然也就各不相同虽,虽然人眼有“超级相机”之称,像素约为5.76亿,但人眼与相机一样也是遵守远小近大的透视定律,即远处的物体“体型”较小,而近处的物体“体型”较大。
根据科学实验,在洁净的空气中,人眼能看到约27千米远的烛光,而在海边,大约能看到6至25千米处的船只,但看上去的几乎是“一叶扁舟”,而月球是距离地球最近的天体,地月平均距离约为38万千米,相比2200光年整整缩短了547.8亿多被,就是这样我们都看不清楚吴刚在月球上砍的是什么树,这些充分说明人眼能够看到的物体的实际状态与物体的距离、大小、亮度等有直接关系。
2、地球是不发光也不透明的球体
地球与其他行星一样都是不发光也不透明的,行星反射出的光线均来自于恒星(烽火台的狼烟对于宇宙来说微乎其微),由于不同的物质,对于光线的吸收和反射不尽相同。地球的反射率约为0.37,也就是说地球会把太阳光的67%进行吸收,把37%的入射光反射到太空,因此这种“亮度”放在2200光年之外,要想使肉眼能观察简直就是天荒夜谈。
事实上,人类已经“发现”的较远的行星天体,都是靠掩星法“计算”出来的,原理是行星围绕恒星公转的过程中,对于地球上的人类来说是该天体周期性的遮挡部分恒星光源(如同日食现象),为观测和计算提供了依据。
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完全从理论上出发,既然人类已经具备了去到2200光年之外的科技水平,相信观测设备也是非常先进的,理论上可以看到2200年前地球上的盛世。
这个道理也非常明了我们眼睛看见物体是因为物体反射的光进入到我们的眼睛,太阳和地球的平均距离大约是一个天文单位1.5亿公里,这意味着光都要飞行大约八分半钟才能到达地球,那么我们每天看到的太阳就是八分半钟之前的太阳。相同的道理每天早上起床看到睡在你身边的老婆也是0.0000~00001秒钟之前的样子。
图:旅行者一号距离地球大约59亿公里时回头拍摄的暗淡蓝点-地球
那么如果站在2200光年之外看地球看到的即是2200年前地球的样子,2200年前大约就是秦汉时代。但事实上这么远的距离连太阳可能都看不见了,而反射太阳光的地球就更难了。现在天文学家寻找地外行星主要是通过“凌日现象”引起恒星光总量的变化,因为行星在绕恒星公转要周期性的通过恒心表面。
当然前边也已经说了如果光学望远镜口径足够大,“收集光线”的能力足够强,那就可以看到2200年前的秦汉盛世。
上边的公式中Δφ 是极限分辨角,λ是入射光的波长,D是光学望远镜的口径。我们简单计算一下如果想要从2200光年之外看见地球上的一个人需要多大口径的望远镜。
入射光波长λ取500纳米,R取1米这样一个人大约是两像素点,d是2200光年。通过以上数据大约可以计算出光学望远镜的口径大约都要达到一光年了。目前人类最大口径的光学望远镜是欧洲极大望远镜,口径将近40米左右。
所以说要想在2200光年之外观测地球上的盛世,几乎是不可能事件,除了观测设备的夸张之外,中间存在的黑洞、大质量恒星或者暗星云都将对光线有影响。
答:理论上是可以的,因为在2200年前地球发出的光线,大致传播到2200光年外。
光在真空中以光速传播,2200年前正好是汉朝,如果你此时此刻在2200光年外建造一个巨型的望远镜,就能看到2200年前的地球,但是要看到地球上细节很难。
以人类目前的观测水平,可以探测到数千光年外的行星,比如在2013年:
(1)天文学家发现2545光年外的开普勒90,该恒星周围至少有8颗行星,其中行星“开普勒-90i”半径是地球1.32倍,属于超级地球;
(2)距离地球1200光年外的开普勒-62,就至少有5颗行星,其中两颗属于类地行星;
截止2019年3月,天文学上发现并确定的地外行星,已经接近4000颗;关于地外行星的寻找,一般是使用行星凌日的方法,当行星在环绕恒星和地球之间时,地球上观测到的恒星亮度就会出现变化,从而计算出行星的轨道半径和自身大小。
即便我们有足够大的望远镜,也无法看到2200年前地面上的细节,原因有如下几点:
(1)地面反射到太空的光线,穿过大气层时会发生散射,使得一部分地面细节信息丢失;
(2)宇宙空间中存在很多星际尘埃和气体分子,这会让很大一部分地面信息丢失;
(3)2200光年的距离,对于地球反射的光线是很远的,即便地面细节信息传播到此,也完全淹没在宇宙背景辐射当中,无法进行恢复;
对于我们太阳而言,在2200光年外,太阳的视星等降低到14,地球凌日时造成光线变化,需要非常灵敏的望远镜才能观测到。
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假如站在2200光年外看地球,能亲眼目睹到古代的秦汉盛世吗?
从理论上来看完全没有问题,因为2200年的时间也就让光走到了2200光年外而已,简单的说就是2200光年外看地球,如果忽略无法分辨或者地球已经找不到这种幺蛾子事情的话,这个这个距离上是绝对没问题的!
2200光年的距离,就如上图红圈大小,而地球所在的银河系直径达20万光年,而这还是光在2200年前出发所走的路,需要十几万年才能到达遥远的银河系另一端!但事实上即使真到了2200光年外,那么连太阳能不能看到都是一个问题,更不要说地球了!
太阳的绝对星等:4.83,
那么2200光年外太阳的视星等为:13.975等
我们肉眼可见星等极限为6等星,这个13.975等小星星要用多大的望远镜才能看到呢?
M=1.77+5*lgD,
M是极限星等
D是望远镜的口径
最终计算结果为:276.06MM
大约需要11寸口径的望远镜才能看到这个太阳的星点!
一般天文爱好者自备的望远镜很少超过150MM,部分爱好者很少超过10寸,10寸以上的大都是骨灰级玩家了!
那么假如要看到人呢?
身高/距离=1.22×波长/望远镜口径
将参数代入公式计算望远镜物镜的口径将超过1光年!
地球上最大的望远镜也不过几十米而已,这个一光年的口径还是算了吧,想想就好了!
所以,即使有朝一日能到2200光年以外,那么很抱歉就像我们看夜空一样,即使再大口径的望远镜也不过是个星点而已!
随着国家的科技还有科学实力不断增强,航天事业有了突飞猛进的进步,导致每个人的想象力越来越大,不过要想做出一件惊世骇俗的东西,还是得靠想象力的,比如说飞机发明之前,那就是因为人类在看到了鸟类飞行之后,再加上自己的想象力才造出来的,最终这种想法也实现了,正是因为现在的人类有了想象力,才能构造出越来越高科技的设备。
虽然说想象力它是一种虚无缥缈的东西,不过谁能想到有一天某一个人的想法会在未来实现呢?比如说现在在网上最热议的话题:穿越时间,很多网友也在网上提出了一个比较热门的话题,如果站在2200万光年之外看现在的地球,能不能够看到古时候的秦汉盛世呢?其实这个问题通俗的意思就是站在2200万光年之外,能够看到当年的秦汉王朝吗?
可能这种问题是不切实际的,不过这个问题却被科学家们看到之后,也表达了自己的想法,他们认为,其实这个问题的答案是和穿越有着极其相似的特点,如果要想穿越,那就必须要达到多种条件,光实现距离的要求,那是远远不够的。
大家应该都清楚,光年它是一个距离单位,如果单从这一个距离单位上思考这一个问题,是万万不能实现穿越时空的,假如站在2200光年外目测地球,能目睹到古时候的秦汉帝国吗?现在的一些电视剧,还有电影也有关于穿越时空的素材,如果能够站在2200光年之外观看地球,其实最终的结果和自己想象的并不一样,因为地球它自身是没有改变光线的功能。
也就是说,它并不会留下曾经所发生事情的影响,可能笔者说到这儿,大家就会说起照相机的原理,假如站在2200光年外看地球,能亲眼目睹到古代的秦汉盛世吗?照相机的原理是因为光子能够记录所有的东西,就类似于一台录像机,是可以捕捉光子来恢复在某一个时间,或者是地点所发生的事情。
不过要想通过照相机的原理来恢复当时的场景,是不现实的,因为光子不是永存的,也就是说光子它是随着时间的进展,而慢慢的消失,就算是有一天,专家们能够掌握捕捉光子的技术,那么,最终也很难将光子给完全恢复。能够还原秦汉王朝,这也只能是人类的想象力非常丰富罢了,不过如果未来人类的科技实力达到一个高度的话,也很有可能会将这一种想象变成现实,你们是这样认为的吗?
理论上可行,但实际上很困难,举个例子好了,当秦始皇统一全国正式称帝的那天,太阳发射的光子照射在秦始皇的身上,这些光子有的被秦始皇吸收了,有的则反射出来朝四面八方的太空飞去。
那么假如有个人站在2200光年之外,那么确实可能会有一两个光子,被这个人的眼睛捕捉到。
但这一两个光子携带的信息根本没有用,这个人根本就不知道这到底是什么东西,那么要想在2200年光年之外看见秦始皇,最起码的要求是秦始皇这个人能显示出1个像素点,这样我们就能看见有一个黑点在地球表面慢慢移动,然后判断出这个黑点可能是一个生命。
至于想看到更多的细节,甚至看到秦始皇的穿什么衣服,恐怕就非常困难了,除非我们能制造出一个巨型望远镜,我们都知道分辨率和口径有很大的关系,望远镜口径越大,捕捉到的光子也就越大,那么想要在2200光年之外看到秦始皇,这个望远镜的口径大约需要135亿千米那么大。(1米分辨率)
另外这个口径达到135亿千米的望远镜,其质量也大约达到了太阳的七分之一,但如果你还想更进一步,看到秦始皇到底长什么样子,脸上有什么痣什么的,其分辨率估计还要提高一个数量级,但分辨率如果提高一个量级,就意味着望远镜的口径需要提高几个量级以上,质量也需要提高几个量级。
但这个望远镜的总质量未免也太大了,大到都足以进行核聚变了,所以想要在2200光年以外看见秦始皇,理论上是可行,实际上办不到.......
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