? 人类通过天文望远镜,例如哈勃或钱德拉,观测到的宇宙深空图像或许并不能真实反映该区域的当前状况。因为遥测深空,必须凭借电磁波,就像我们要看到东西,眼睛必须接收到物体发出或反射的光线一样,而可见光也好,红外辐射或X射线也好,其传播速度都是有限的,仅此一点,就造成我们观测到的图景与当前实际状况存在巨大的时间差。
光速的有限性(299792458m/s)使我们无法看到遥远天体或星系当前的状况。举例来说,一个婴儿呱呱坠地,在距婴儿80光年远的地方,A君通过天文望远镜对这个孩子进行观测,那么他要等80年才能收到这个孩子的图像,且A君仍会向你报告在某个地方看到有个婴儿刚出世,虽然此时婴儿已成为一个80岁的白发老人。同理,织女星距我们25光年,我们今晚卧看牵牛织女星,看到的也是它25年前的样子,那时候我们刚出生。
下图为巨蛇座鹰状星云中巨大的“创造之柱”,几条由分子云和尘埃构成的恒星孵化场,从它们的底部到顶端比1光年还要长。受年轻恒星星风和超新星爆炸的侵蚀,创造之柱已然瓦解,但由于它距地球有六七千光年之远,所以在未来几十个世纪里人类观测到的仍是它未被破坏时的结构。
所以,我们通过天文望眼镜看到了很多的历史光影,我们可能并非观测到了100亿光年远的星系,我们只是收到了100亿年前某个星系发出的光线,看到了它100亿年前的样子,现在它变成什么模样,离我们多远,who knows?
大爆炸理论推算宇宙年龄大概在137亿年,是故我们永远无法看到距我们超过137亿光年的星系,因为它们发出的光还没有传到地球。
另外一个因素,我们的眼睛和大脑已进化为在默认光线永远直线传播的前提下,根据所接收光线的射来方向直接判定物体的位置。而根据广义相对论,大质量物体(星系或黑洞等)会使其附近的时空发生弯曲,使光线在经过其附近时沿着扭曲了的时空“曲线传播”,仿佛引力扭曲了光线,近似凸透镜对光线的汇聚效应,这称为“引力透镜”效应,目前已被天文观测所证实。因为这个效应,我们将在真正光源(如图中类星体)的两侧观测到两个近乎一样的虚像,我们就会认为在虚像的位置有两个不同类星体,眼睛骗了我们。诸如此类,宇宙中大质量天体不可胜数,天体发出的光线几经弯曲、偏转,传到我们眼睛中时,已经不能准确反映深空天体的真实位置,我们看到了太多的虚像。
我们观测到的宇宙图景,可能是由亿万年前的历史影像和被扭曲偏折了的位置信息共同绘成的虚幻景象,既不能洞察某个星系此时此刻的状况,也无法直接判断某些天体的准确位置信息。宇宙浩瀚无垠,我们好比漂浮在大洋上的一片秋叶,只看到了一个小海湾的景色,真正的寄蜉蝣于天地,渺沧海之一粟。然而我们又是伟大的,我们无法观测到宇宙深空当前的真实状况,人类的探测器也刚刚飞出小小的太阳系,但凭借智慧的大脑,我们发现了宇宙内在的规律和秘密,把万千复杂的景象、运动和演化用最简洁的公式表述了出来,并精确预测到了未来未知的世界。?
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