光速是宇宙最快速度,为什么哈勃太空望远镜能观测到137亿光年以外的空间?
不仅仅是哈勃望远镜能够观测到137亿光年的空间的状况,我们的人眼也能够看到太空的一些情况,比如我们能够看到银河系的星星,当然,我们的肉眼无法看到像哈勃望远镜那么远的空间。之所以哈勃望远镜也好我们的眼睛也好能够看到太空的景象,并非是我们向题主所说的那样要向太空发射光线。
题主说的那种情况是雷达,雷达的探测原理是和蝙蝠一样的,他们是要往外发是电磁波,然后电磁波碰到空中的物体以后就会反射回来,雷达设备通过再次接收这些反射回来的电磁波来探知物体的存在。但是哈勃望远镜并非是如此的探测原理,如果按这样一种原理,不要说137亿光年,就是100光年我们也很难探测到。因为这种探测原理需要光线发出去遇到物体后再反射回来,一来一去就要两倍的时间,那样离我们100光年的星体,我们就要用200年才能够看到。
其实哈勃望远镜和我们的眼睛的探测物体的原理是一样的,他不是发射电磁波而是接受外界传回来的电波,我们的肉眼能接受的是可见光,而哈勃望远镜接受的电磁波的范围更快,可能还有其他的红外线和紫外线等,虽然外太空很多的星体离我们非常遥远,但是很多的星球和我们的太阳一样,在不断的向外界发射电波。离我们137亿光年的物体被探测到,就是因为他们在不断的发射的电波通过137亿年的行程到达了我们的地球,被哈勃望远镜接受到了。当然,我们现在接收到的137亿光年外空间的信号是它们137亿年以前发射出来的,并不代表这些星体现在的状况,也许这些星体现在已经都不复存在了,要探知他们现在的情况,就需要在137亿年以后才行。
当然,光速是最快的速度这一点是现在的认识认识,随着科技技术的发展这一限制也有可能被突破,比如当前量子力学的发展已经对此提出了挑战。也许未来我们观测更遥远的空间并不需要如此长的时间。
(图片来源于网络)
光速是宇宙最快速度,为什么哈勃太空望远镜能观测到137亿光年以外的空间?
非也。哈勃观测到的137亿光年远的宇宙,它的光当然是走了137亿年才到了地球的。所以,我们用哈勃望远镜看到的,不过是这个星体137亿年前的样子,“现在”它的样子已经不是这个样子了,它“现在”的照片则要137亿年之后(假定我们之间距离不变,实际却不是)才又传到地球。
所以我们看到它不是说我们比光速快了,而是因为这是个单向的信件。如果我们回个信,再等回信,那最快又要2个137亿光年了。。。
如果我们地球与在月球上的宇航员的天地对话直播,你会发现我们问完问题后,会等几秒之后宇航员才表示听到了问题并开始回答,也是这个原因。因为地月距离38万公里,需要一秒多,光(电波同速)才走完(当然这里还包括其他的设备迟滞因素),来回就2秒多了。
光速是宇宙最快速度,为什么哈勃太空望远镜能观测到137亿光年以外的空间?
好的,我直接说答案吧,哈勃为什么能看到137亿光年之外的宇宙空间呢,答案就是哈勃捕捉到了该空间内137亿年前发出来的光,通俗的解释就是光飞了137亿年之后到达了地球,所以被哈勃看到了,和望远镜本身没关系,但是这里要注意一下,哈勃看到的宇宙空间是137亿年前的宇宙景象,因为光飞到地球需要时间,所以人类在宇宙看到的都是过去,所以我的解释你们明白了吗。以下是延展知识 :
实际上,在我一开始对于宇宙的认知当中,如果我们这个宇宙只有137亿年左右的时间历程,那么人类最多可观测的宇宙范围大概是以地球为中心,然后以半径137亿年形成一个圆,这个圆就是人类目前可以看到的全部宇宙,不过后来我了解到,我们人类能看到的宇宙范围实际上远远超过137亿光年,那么问题来了,这是为什么呢。
那么,这里要提出一个概念,就是宇宙膨胀,现代的科学研究认为,我们这个宇宙从大爆炸开始就一直开始膨胀,宇宙中所有的星云都在互相远离,而且距离越来越远,速度也越来越快,后来人类又发现了红移现象,这也进一步为膨胀说奠定了基础,那么我们说宇宙膨胀和我们可以观测的宇宙范围有关系吗,答案是有,而且关系非常大。
目前,人类实际上能看到的宇宙极限范围大概是450亿光年左右,那么换句话来说,光速是如何在137亿年的时间内,产生450亿光年的距离呢,打个比喻,气球上两个点,光从其中一个点到另外一个点需要1秒钟,但是如果气球被吹的无限大,两个点之间的距离就会被无限的拉长,光达到的时间也会随之增加,从这一点来看,我们看到的宇宙就比想象中的要大。
所以假如你是在一条高速公路上,你发现之前还在前面的车子忽然不见了,而且你无论怎么加快速度也追赶不上,这不是因为前面的车子速度比你快,而是你们脚下的公路在不断的拉长,所以事实上我们能看到的宇宙视界半径大概就是450亿年左右,超出了这个范围,人类既无法进行观测,也无法进行干预,这也是所谓的平行宇宙论,所以,随着宇宙的逐渐膨胀,人类在未来可能还能看到更远的地方...........
光速是宇宙最快速度,为什么哈勃太空望远镜能观测到137亿光年以外的空间?
我估计您的疑惑是:既然宇宙的年龄是137亿年,那么宇宙中最远的天体离我们就应该是137亿光年,那么我们就不应该看到137亿光年(注:光年是距离的单位,是光一年跑的距离)以外的宇宙,无论用多么厉害的望远镜都不行!但是怎么有报道天文学家观测到了距离比137亿光年还远的天体的辐射呢?
其实您考虑的不错,我们的确不应该而且也的确没有观测到137亿光年以外的空间,当然也不会观测到那里的辐射。真实的情况是,目前天文望远镜所看到的最远的天体的辐射就是宇宙大爆炸残余下来的宇宙微波背景辐射,红移是大约1000。根据目前的宇宙演化模型可以计算出来,大爆炸发生的时间大约是137亿年之前,也就是说,我们看到的辐射产生的地方距离我们137亿光年。因此我们的确没有观测到过比137亿光年还远的天体的辐射。
但是,由于宇宙一直在膨胀中,而距离我们越远的地方其膨胀“速度”(其实是空间膨胀的红移--请看我刚刚回答的另外一个问题:奇想宇宙膨胀到超过光速会怎么样?)就越高,所以在宇宙微波背景的光产生之后向我们传播的过程中,宇宙还在膨胀中。这些辐射传播了137亿年,宇宙就膨胀了137亿年,产生我们看到的宇宙微波背景的那个地方现在距离我们已经是大约500亿光年了,因此我们也可以说看到了500亿光年远的宇宙空间的天体发出的光!
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光速是宇宙最快速度,为什么哈勃太空望远镜能观测到137亿光年以外的空间?
首先,哈勃太空望远镜能观测到137亿光年以外的空间,并不是视觉比光速快。视觉本来就是光作用于视觉器官。
目前大众的常识是光速是宇宙最快的速度,并且光的速度是固定的,:c0=299792.458km/s (一般取300000km/s),并在物理计算时,将其作为固定常数。137亿光年外的空间,就是光走了137亿年到达哈勃望远镜可见区域。那么,哈勃望远镜其实观测到的是一些星系137亿年前的状态。所以,官方公布的哈勃望远镜的探索成果,也是说“哈勃望远镜观测到的目标中最远的是137亿光年的原始星系,这些星系的发出光芒来自大爆炸后刚刚形成的宇宙早期。”
官方认为哈勃望远镜证明了大质量黑洞在宇宙中普遍存在,而且观测到宇宙膨胀的精确数据,并推测宇宙的年龄为138亿年。此前宇宙膨胀一直只是个理论假设,现在也逐渐有天文数据进行证明。
其次,光速是不是固定不变的,还有争议。如果光速并不是固定不变的,则天文学家认为能观测到137亿光年以外的空间,也不一定准确。目前学界的观测推测都建立在爱因斯坦的光速极限理论上。
其实,科学界也有理论认为,光速并不是固定的,而是可变的,但是这个理论备受争议。爱因斯坦在1912年论文中总结“光速恒定原理仅在引力势能恒定的特定时空区域中成立”,但是在推导中发现不正确,1919年放弃了光速可变理论。后来有物理学家发明了模型,证明光速在温度不同、引力不同的地方,速度可能会变化。当然,他们还没能够接受测试,证明其理论的正确性。如果未来得到验证,可能爱因斯坦的引力理论就被推翻。那时,根据哈勃望远镜的天文数据推测的结论还会发生变化。
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光速是宇宙最快速度,为什么哈勃太空望远镜能观测到137亿光年以外的空间?
看题目以为题主问的是,宇宙年龄只有137亿年,为什么可以看到137亿光年外的天体,因为可观察宇宙半径465亿光年了。
但再看一下描述,原来题主问的是137亿光年外的光即使以光速都要137亿年才能到达,为什么哈勃一转过去就看到了😂
原因很简单,因为哈勃看到的光并不是,哈勃转过去的时候才开始跑过来,而是137亿年前就开始跑的,它已经跑了137亿年了,哈勃转过去的时候它刚好跑到哈勃面前。这个问题想不通是因为犯了一个与掩耳盗铃类似的错误,以为我不看世界就不动了,我看的时候它们才急急忙忙发光砸我的眼睛_(:D)∠)_
然而事实上无论你看不看,137亿光年外的光子在137亿年前就已经发货了,包邮哦,你看,你就看到,你不看,就看不到┐(´-`)┌
随便说一下看到超过137亿光年问题,可观测宇宙半径465亿光年是表示我们理论上能看到的最远的发光天体目前离我们已经465亿光年了。而我们看到的这最远天体的光实际上是137亿年前发出的(实际上现在宇宙年龄大约138亿年了,不过不用在意这些细节=_=),这137亿年里它正慢慢远离我们,而它之后发的光现在我们还看不到,所以我们实际上看到的还是只有137亿光年。(◔◡◔)
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