通过射电天文望远镜我们能够看到几百亿千米之外的天体 为什么望远镜能看到几亿光年

夜晚,人们仰望
宇宙,众星明亮闪烁,好像伸手可及,可实际上它们距离我们都很遥远 。
最近的
恒星(比邻星)距离我们也有4.3
光年(1
光年就是光走一年的距离,大约为9.46万亿公里),距离我们上万光年的
恒星比比皆是 。我们肉眼最远可以看到6000光年的星星,用天文
望远镜可以看到几百万光年以外的天体 。
按照光年的定义,几百万光年,以光的速度也得走几百万年,因此有人产生疑问:既然光速是宇宙中最快速度,没有超光速的问题,那为什么人们用天文望远镜可以看到几百万光年外的东西?
问题的答案
简单粗暴地说,首先这是因为我们看到的是几百万年前发出的光(这个光走了几百万年,如今才被我们看到),并不是距我们几百万光年外的东西现在发出的光(我们有很多办法证明这个光是来自于几百万光年外,比如光谱红移和哈勃定律 。并且我们深信光速是宇宙中的最快速度,如果不考虑宇宙膨胀的因素,我们能确定这是几百万年前发出的光,而不是现在发出的),几百万光年外的东西现在可能已经不在几百万光年外了,而是离我们更远了 。
其次,是几百万光年外的东西发出的光射向天文望远镜,射向我们
眼睛,而非天文望远镜或我们的
眼睛以光速发出什么东西到了几百万光年外“看到”了它,然后再传回
信号
大脑 。因此我们能否看到东西与光速是不是宇宙中最高速无关,因为我们的眼晴压根不需要运动,也没有运动 。没有运动,哪来的速度问题?
有人要问了,光可以走几百万年
时间和几百万光年那么远吗?
光在宇宙中确实可以走很长的时间,走很远的路 。别说是几百万年,几亿、几十亿年也没问题,相应地,光可以传播至几亿、几十亿光年那么远 。宇宙年龄有138.2亿岁,理论上我们可以接收到138.2亿年前的光,从宇宙诞生之日起发出的光已经走了138.2亿年了 。但这些光走过的距离并不是138.2亿光年,这是因为宇宙
空间在膨胀,因此光走过的距离里还要加上膨胀的
空间距离 。
我们常说的可观测宇宙(这是一个以我们
地球观测者为中心,半径为465亿光年的一个球体空间)的大小就是通过宇宙年龄和膨胀率推算出来的,是目前膨胀后的总大小,即物体发出的光有足够的时间到达观测者 。也就是说,我们可以接收到当前处于距我们465亿光年距离远的
星系发出的光 。我们就是通过这些光认识了宇宙,开阔了我们的眼界 。由于这些光来自于遥远的过去,我们看到的是它们过去的样子,看到的是宇宙的
历史
当然随着时间的增长,更遥远的星系将被我们看到,可观测宇宙的范围肯定会进一步扩大,光走的距离将进一步增加 。
不过有的星系,我们将永远不会看到 。因为哈勃定律告诉我们,相距越遥远的星系,互相远离的速度越大 。据最新哈勃常数(73.52千米/秒/百万秒差距)计算,大约距我们133亿光年以外的星系的退行速度就超过光速了,即空间膨胀超过光速了,这意味着,这些星系发出的光永远不会被我们看到 。
我们之所以确定这是遥远星系发出的光,是因为它的红移值,根据多普勒效应,红移量越大,星系相对我们运动速度越大,再根据哈勃定律可知,星系运动速度越大,相距我们的距离越遥远 。当然,目前距我们最远的星系是GN-Z11,它的光行距离为134亿光年,加上空间膨胀,目前离我们有320亿光年 。
【通过射电天文望远镜我们能够看到几百亿千米之外的天体 为什么望远镜能看到几亿光年】

    推荐阅读