宇宙中遙遠星系發出的光是如何傳播到地球上?
科技
02-15
首先,宇宙形成於大約138億年前,所以宇宙中的光不可能會傳播幾百億光年,最多只會傳播138億光年。這是因為光速是有限了,光在138億年的時間裡只能傳播138億光年。
宇宙中確實有很多天體,但宇宙空間其實超乎想像的空曠。據估計,宇宙的平均密度只有9.9×10^-27千克/立方厘米,而地球上的空氣密度為1.3千克/立方米(標準狀況)。宇宙其實無比空曠,星系與星系之間存在著巨大的空間,而星系內部的空間其實也是空蕩蕩的。
因此,光在宇宙中傳播可能會被天體阻擋,但大部分時候都能穿過空蕩蕩的宇宙空間。正因為如此,遙遠天體發出的光最終可以抵達地球,從而被我們接收和觀測到。
談及宇宙的空曠和浩瀚,可以看一下NASA的哈勃太空望遠鏡所拍攝的宇宙一隅——哈勃極深場(XDF):
哈勃對準太空中的極小一塊區域(上圖小方框),比滿月小得多,相當於整個天空的3200萬分之一,累積曝光時間長達23天,結果獲得如下的照片:
在這張哈勃極深場中,包含著多達五千多個星系,最古老的光可以追溯到132億年前,那時的宇宙才剛剛形成6億年。圖中的紅色星系是星系發生大碰撞之後的殘骸。另外還有許多很小的星系,它們都是非常年輕的星系,最終會演化成類似於銀河系這樣的大型星系。
至於我們所能觀測到的最遠宇宙為465億光年,這是計算出來的,並不是真的有465億光年之外的星系發出的光抵達地球被我們觀測到。因為宇宙在不斷膨脹,宇宙變得越來越大,而宇宙的年齡是有限的,所以遙遠宇宙的星系發出的光還沒來得及傳播到地球上。
※如果人類發現存在低等生命的宜居星球會怎樣?
※地球在銀河系中運動會經過銀河系中心嗎?
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