人类最远能看多远?

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作者:无, 字数:5911

   人类到过的最远的地方是哪里?珠穆朗玛峰?南极和北极?月球?面对这个问题,你可能已经想到了许多答案。借助望远镜,人类能观测到的地方远到超乎你的想象。
  
   肉眼可见的最远天体
   你曾在夜晚的星空下数过星星吗?夜空中有多少颗星星呢?不用望远镜的情况下,人们可以在地球的各个方向找到共9000多颗星星,不过,它们绝大部分就在太阳系的周围,银河系之内,像一圈明亮的灯泡,把地球的夜空笼罩。
   我们肉眼能看到的银河系外天体是仙女座星系和三角座星系,它们待在天空的小角落里,如果不仔细观察,你很容易忽略它们的存在,但实际上,它们的个头可不小,直径分别为20万光年和6万光年。
   仙女座星系和三角座星系已是人类肉眼可见的最远天体,却仍然是我们的“邻居”,如果没有望远镜,我们的视野将止步于此。
  
   人类观测到的最远距离
   2016年,天文学家借助哈勃望远镜、斯皮策太空望远镜发现了一个星体,在照片上,它就像一粒灰尘,天文学家将其放大上万倍后才能勉强看出轮廓。这粒“灰尘”其实是个与地球相距320亿光年的不规则星系,被命名为GN-z11。
   GN-z11是迄今为止人们发现的最遥远的天体,也是最古老的星系之一,在宇宙诞生仅4亿年之后就出现了,距今已有134亿年的历史。GN-z11曾经非常活跃,制造出了许多巨型恒星,它的总质量相当于10亿个太阳,大小约为银河系的4%。
  
   人们观测到的最远的星
   伊卡洛斯星位于一个旋涡星系中,是人们观测到的最远的单颗恒星。作为一颗蓝色超巨星,它的质量超过太阳的33倍,亮度达到太阳的几十万倍。
   通常,人们是无法在这么远的距离上找到单独一颗恒星的,但伊卡洛斯星却很幸运,在它的前方恰好有一个巨大的星系团。这个星系团就像天然的放大镜,会产生一种被称为“引力透镜”的效应,即光线被强大的引力弯曲、聚集,最终被天文望遠镜检测到。
  
   要问谁最远?比比谁最“红”
   你或许会冒出一个疑问,这些天体都是照片上的一个小点,凭什么就能确定这几个星体就是最远的?
   想象一下汽车按着喇叭呼啸而过的声音。当车辆朝你驶来时,鸣笛声的音调会升高;当它逐渐跑远,鸣笛声便越来越低沉,这种现象叫做“多普勒效应”。宇宙中也会出现这种效应,不过发生变化的不是声音,而是光线。
   当天体远离我们时,它发出的光线波长会被拉长,使光的颜色变红,即“红移”;当天体接近我们时,光线的波长会缩短,光的颜色变蓝,即“蓝移”。越远的天体远离我们的速度越快,红移就越明显,观察它的红移速度,我们就能算出对应距离。
  
   观测到的星星已毁灭
   虽然我们能观测到如此遥远的天体,但它可能早就毁灭了。假设你有个朋友住在非常偏远的地方,他每天通过邮局给你寄一张照片,邮递员要用一个月的时间才能把照片送到你的手上。因此,你每次看到的照片都是他一个月之前拍的,照片到达你家时,也许他现在生病了,或是搬家了,但你并不知道。
   遥远的天体就像这个朋友,向地球寄出照片,而照片的载体——光,虽然是全宇宙行动最迅速的邮递员,但在广袤无垠的宇宙中,就连它也要花非常久的时间才能到达地球。即使是太阳,离地球最近的恒星,其光线也需要8分钟才能到达地球。
   另一方面,天体的寿命有限,光线到达地球花费的时间常常远超过其存在的时间:伊卡洛斯星的寿命只有几千万年,但它的光用了93亿年才抵达地球。GN-z11星系“寄”来的是320亿年前的照片,当我们收到时,这个星系可能也已经不复存在了。
  
   人类的视野极限
   由于天体越远,光就需要越长的时间才能抵达地球,因此,我们看到的星空其实是一本“相册”,上面记录了过去不同时期、不同距离的天体图像。随着距离的推远,星空“相册”会出现越来越多的空白,相册的最后一页写着:距地球465亿光年。这就是我们视野的尽头,无论我们拥有多么强大的观测设备,超出这个距离的宇宙永远都不可能被看到,因为宇宙正在不断膨胀。
   在一只没有气的气球上画几个点,然后给气球吹气。你会看到,随着气球鼓起,点与点之间会变得越来越远。宇宙就如同这只气球,内部空间不断变大。宇宙边缘的“光之邮递员”就像气球上的一只蚂蚁,气球膨胀的速度比它爬行的速度还快,使它永远爬不到目的地。因此,宇宙边缘的光永远无法被地球接收到。
   不过,光是这465亿光年内的宇宙,就足够人类投入无限的精力去探索了。至于宇宙到底会不会永远膨胀下去,这还是个有待科学家们解开的谜题。
  
   人类的“千里眼”
   由于红移和被星际尘埃阻挡等原因,遥远天体发出的光即便远远强于太阳光,抵达地球时也会变得极其微弱;还有许多天体会发出人类肉眼不可见的紫外线、X射线、无线电波等等。为此,人们建造了多种天文望远镜,它们拥有不同的“视觉”,专门观测不同类型的光源。

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