现在的天文观测技术,已经能让天文学家们观测到几千万光年,甚至是上亿光年以外的宇宙空间。
但有一点需要注意,那就是天文学家们看到的并不是此时此刻的宇宙深空,而是宇宙很久以前的样子。为什么这样说呢?我们能够看到一件东西,是因为这件东西的光进入了我们的眼睛,而光的传播是需要时间的,也就是每秒299792458米。以太阳为例,太阳光传到地球大概需要8分钟的时间,所以我们看到的太阳其实是8分钟以前的太阳,换个说法,如果太阳在此时此刻熄灭,那么我们所见的太阳在8分钟后才会熄灭。
太阳距离我们是很近的,而在宇宙深空,其它天体与我们的距离是要以光年来计算的。
光年是一个长度单位,它表示光飞行一年所经过的距离,约等于9.46万亿公里。在太阳系之外,距离我们最近的恒星就是比邻星,它与我们的距离约为4.22光年,所以比邻星的光传入我们的眼睛就需要4.22年的时间,这意味着我们看到的比邻星其实是4.22年以前的比邻星。这其实是一件十分有趣的事情,这意味着我们可以通过遥远的距离,穿越时间,看到历史。
在6500万年以前,地球上生活着一种强大的生物,恐龙,那么恐龙到底长什么样子呢?
由于我们只有恐龙的骨骼化石,所以迄今为止对于恐龙的真实样貌,依旧存在争论,那么如果我们飞到6500万光年以外的地方,转头回望地球,是否能够看到在地球上活跃着的恐龙呢?理论上这的确可以,但现实中却难以办到。首先一个问题是我们如何跑到6500万光年以外去?现今人类能够制造出的宇宙飞船,速度都十分缓慢,但这并不是问题的关键。
关键是即便人类能够造出光速飞船,等飞到6500万光年以外,也已经是6500万年以后的事情了,那么看到的就还只是出发时的地球,而不是恐龙生活的时代。
不是说宇宙中存在着虫洞,可以跨越时空吗?虫洞暂时只存在于理论中,现实中还没有找到,就算有虫洞,可以一瞬间把我们带到6500万光年之外,但要想看到地球上的恐龙,依旧是困难重重。现在人类虽然能看到遥远宇宙深空中的天体,但都只是一个模糊的亮点,完全看不到细节。
为什么看不到细节呢?因为分辨率不够。
如果想要看清一个遥远的物体,那么这个物体两端与我们视线形成的夹角就必须要达到一个临界值,如果达不到,那么我们看到的就只会是一个模糊的像素,而这个角就被称为最小分辨角。最小分辨角很好计算,因为我们所在的位置可以视为三角形的一个顶点,观测物体的直径就是三角形的底边,因为天文观测的目标非常远,所以我们与观测目标的距离就近似于等腰三角形的两条边,三条边的长度都知道了,就可以用三角函数计算出顶角的角度了,而这个顶角就是最小分辨角。
知道了最小分辨角之后,用1.22倍的可见光波长除以最小分辨角,就能够求出想要看清观测目标所需的望远镜尺寸了。
根据这个公式进行计算,在6500万光年之外,想要看清楚地球,望远镜的口径至少要达到3000万公里。地球的平均直径为12742千米,这意味着这个望远镜的尺寸相当于数千个地球的直径。先不要说无法造出这么大的望远镜,即便造出来了,也只能看清地球,想要看清地球上的恐龙,还差得远呢。
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