为什么人类可以观察到几十亿光年外的星系,而地球上过去的一秒却观察不到?有很多原因,让现在的人类可以观察到几十亿光年外的星系。但最关键的原因有两个,我们出现的时间和我们拥有的技术,这两者都恰到好处,因此现在的人类才能同时也才有机会观察到数十亿光年外的星系
为什么人类可以观察到几十亿光年外的星系,而地球上过去的一秒却观察不到?
有很多原因,让现在的人类可以观察到几十亿光年外的星系。
但最关键的原因有两个,我们出现的时间和我们拥有的技术,这两者都恰到好处,因此现在的人类才能同时也才有机会观察到数十亿光年外的星系。人类发展出了一系列观察远方星系的技术,从地面上的各种光学天文望远镜以及射电天文望远镜,到利用火箭发射到太空中的太空望[练:wàng]远镜。这些技术,可以捕捉到极其微弱的光,让我们得到远方星系《繁:係》的照片,分析这些照片,天文学家【pinyin:jiā】们就能算出星系的距离。
图示:太空中zhōng 的哈勃太空望远镜。
通过连澳门巴黎人续长时间的曝光的[练:de]方法,哈勃看到了极其遥远的过去,因为数十亿光年外的星系,本质上等同于数十亿年前的星系。
图示:哈勃深空和超深澳门巴黎人空照片{piàn},揭示了宇宙遥远的过去。
哈勃空间望远镜于2003年9月24日至2004年1月16日期间,通过对准某个最黑暗的天区,进行了连续113天的曝光,捕捉到了130亿年前的宇宙景象。越是遥远的星系就代表着越是遥远的过去,也代表着年澳门新葡京轻的宇【pinyin:yǔ】宙。这张著名的哈勃超深空照片上,据分析拥有大约10,000个星系,它们都是在宇宙大爆炸仅仅几亿年后诞生的星系,很可能是第一批星系。
图(繁体:圖)示:哈勃超深空照片。
这张照片上最小最红的光点,是宇宙中最古老的星系,它们《繁:們》是在宇宙的年龄大约只有八亿年时就诞生了。现在它们[繁体:們]距离我们非常遥远,远在数百亿光年之外。且慢,怎么可能远在数百亿光(pinyin:guāng)年之外,宇宙只有137亿年的历史呀?
是的 ,宇宙只有137亿年的历史,可是当这些星光上路,朝着地球这个方向飞驰而来的同时,宇宙还在不断膨胀中,虽然这些光到达地球只花了大约130亿年的时间,简单说这意味着发出光的星系,距离地球似乎只有130亿光年的距离。但天文学家说还必须加上在这130亿年时间中,宇宙加速膨胀造成的空间距离的加速的拉长,因此现在这些最古老的星系如果它们还存在的话,那么它们真的距离我们有数百亿光年的距离呢。
图示:可见宇宙范围,直径930亿光年的一个[繁:個]球。
从太阳系中【读:zhōng】往宇宙的四面八方望去,我们能看到的宇宙范围,被称为可观察宇宙,虽然宇宙的年龄只有137亿年,但是可观察宇宙的范围,实[繁:實]际上大约是930亿光年,我们就被包在这个直径930亿光年的球体中,这就是人类现在能观察到的宇宙边界,这是考虑到宇宙加速膨胀和,换算出来的离地球最遥远的星系的当前的实际距离。
而我们在宇宙【pinyin:zhòu】中可观测性距离的极限,是由一组宇宙学视界决定的,这些视界根据各种物理限制,主要是我们可以在多大程度上获得宇宙中各(拼音:gè)种事件的信息来进行限制。最著名的限制是粒子地平线,这是一个基本限制,来源于宇宙当前的年龄。
宇宙膨胀已经超光速,未来的文明,将无法再看到遥远的星系,因为它们都会消失在膨胀的空间中。
因为所有远方星系发出的光,将再也到达不了目的地。这就像站在一条逆向运动的传送带上,如果传送带的速度超过了你奔跑的速度,那么你就永远到不了目的地。我们今天宇宙中的星【练:xīng】系,那些超过150亿光年的星系(考虑到[拼音:dào]了空间膨胀因《拼音:yīn》素)似乎已经在以超光速远离银河系。这是什么意思?
意【pinyin:yì】思是,如果你今天进入宇宙飞船并以光速向它们飞过去,那么你永远(繁体:遠)都飞不到!
宇宙的超光速膨胀告诉我们,当两《繁体:兩》个星系间的距离超过某个临界距离后,这两个星系间的联系就将终结。而宇宙的膨胀率没有理论上的上限,因为它本身并不是速度,只是宇宙的一个属性,最终取决于宇宙的能量[拼音:liàng]。
图示:黄圈[练:quān]是当前【pinyin:qián】的可观察宇宙,但实际上,现今我们真正可以用光速触及的区域,只剩下紫色的圈子,大约只有145亿光年的范围。
随着时间流逝,当紫圈内的星系“移动”到紫圈外,它(繁体:牠)们就将变成新的无法触及到星系,从它们那里发出的光将再zài 也到{dào}达不了地球。
图示:银河系融合本星系[繁体:係]群,其它星系越来越快的远离银河系
也就是说,随着时间的流逝,远方的星系,最终将一(yī)个接一个的消失在夜空中,永恒的消失,最终将只剩下还受到引力束缚的本星系群,这些星系群将在很久以后,融合成一个巨大的星系,大约500亿到1000亿年后。到那时将再也没有几十亿光《拼音:guāng》年外的星系,银河系将成为宇宙级单身汉,我们可以将那时的银河系称为超级银河系。
图示:超级银河【练:hé】系外再无其它星系
到那时,从超级银河系中诞生的新文(wén)明,在宇宙中举目四望,会发现它们所在的星系就是《shì》宇宙中的唯一星系。它们也将永远不知(zhī)道,宇宙是怎么起源的。更不会知道,在它们无法触及到的区域,宇宙还在不断地膨胀中。
所以,人类生shēng 逢其时,能观察到数澳门永利十亿光年外的星系,还因此知道了宇宙的起源史。
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