我们从恒星看到的光是否非常古老?


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离我们最近的恒星Proxima Centauri距离地球4.243光年。

这是否意味着我们每天都看到4.243年的光?


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一些有趣的观点:一些实体距离我们4000-6000光年,这意味着当我们仍然在地球上仍使用石材工具时,今天从它们那里看到的光就形成了
RhysW 2013年

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4000光年大部分仍将留在我们的银河系中,这大约是100.000光年,厚度为3000-6000光年。大多数星系都在至少数百万光年的距离。
阿恩(Arne)2013年

Answers:


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是的,光的速度真空(或C ^)是299792458米/ s和一个光年是距离的光行进在一个儒略年(365.25天),它出来作为9.4605284×10 15米。由于c是宇宙中所有能量,物质和信息可以传播的最大速度,因此它是作为天文长度单位之一的光年(ly)所基于的通用物理常数。

这意味着可见光作为电磁辐射的传播速度不能超过c,并且在儒略一年内它可以穿越的最大距离为

d = t * c

d 以米为单位的距离

t 时间(以秒为单位)

c 真空中的光速,以米/秒为单位

如果我们计算这个距离为4.243 光年远处的物体,散发出来的4.243 * 365.25 * 86,400 s * 299,792,458 m * sˉ¹或准确40,141,879,395,160,334.4米(约40 万亿千米或250000亿英里)。

这是自上次反射以来(或者在我们的情况下,由于Proxima Centauri是红矮星)发出的光经过的距离,天体的表面在我们的观测点可见4.243朱利安年后,在此我们的地球是从您所引用的到Proxima Centauri的距离测量的。

望远镜功能越强大,因为光的寿命就越远,我们可以看到的越远!不管您要观察的物体有多远,这都是一样的,但是天文学在这方面尤为整洁,而且我们可以观察到如此遥远的物体,从它们形成之初就可以看到它们。

为了进一步了解用于测量远处物体的其他单位,您可能有兴趣阅读有关秒差距的问题。


因此,当我们看着夜空时,我们正在回顾过去。假设我们在天空中看到的一颗恒星是超新星,并且不再存在,并且说这颗超新星是“小”的,只有在您真正靠近恒星的情况下才能被看到。假设这颗星距离酒店约有4点路程。因此,在4年后,我们将不再看到星星了吧?
NuWin

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@NuWin没有那么小的超新星。四年后,您将看到超新星(从地球上的观察者的角度来看,光已经传播了四年),它将逐渐消失,直到肉眼不再可见。而且,每个人都会死。
Aurast

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更深层的答案是“是和否”。在光本身的参照系中,从Proxima到此处的旅程是瞬时的。在我们的参考框架中,需要花费四年的时间-这全都与相对性和时空的本质息息相关。

但是从日常意义上讲,我们确实是在时光中回望星星的光芒。


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“在光本身的参照范围内,从Proxima到此处的旅程是瞬时的。” 您能对此做些解释吗?
vascowhite 2014年

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通常,空间和时间是单个“时空”的一部分,如果对象以光速在时空中移动,则它不会经历时间。这en.wikipedia.org/wiki/World_line可能会有所帮助,尽管像许多Wikipedia上有关科学的文章一样,介绍一个主题并不需要很多囚犯。
adrianmcmenamin 2014年

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当您考虑光子的角度时,它会变得很奇怪(以嗡嗡声鼓的广义相对论)。光子由恒星发出并立即被您的眼睛接收。从真实的意义上讲,除非“宇宙知道”(或“构造成……”),否则在发出光子的那一刻你就注视着它。每个光子都必须有“已经到位”的开始和结束。因此只有一个恒星的宇宙无法发射光子,因为将没有任何光子可以接收它们。
CoolHandLouis 2014年

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实际上,来自半人马座Proxima的光不一定是4.243年的历史。也许一些到达这里的光子是在Proxima的光圈中产生的。但是其中一些将在恒星中心产生,这些光子可能需要很多年才能到达光球,然后被“发射”。

对于我们的太阳,它是这样写的(在Wikipedia上有关我们太阳的文章中):

“聚变反应中释放的伽马射线(高能光子)仅在几毫米的太阳等离子体中被吸收,然后以随机的方向再次以较低的能量重新发射。因此,辐射要花很长时间才能到达太阳表面。 估计的光子传播时间在10,000至170,000年之间。

同样,许多来自Proxima的光子可能具有数万年的历史。他们来自Proxima光球的旅行时间只是他们前往地球的一小部分。


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我认为提及(+1)很有用,也很有趣,但是这种“随机漫步”的理想化让我感到震惊,不仅仅是有些奇怪和误导。很难说光子附近的任何光子实际上是在某个遥远的过去在核心附近产生的“相同”光子的说法,因为在吸收/发射过程中光子数是完全不守恒的。另一方面,由于光子在强度上比任何经典物体都强,因此它们的相同性,首先,“相同光子”与“不同光子”的区别不是很有意义。
Stan Liou 2014年

是的,@ StanLiou,这是一个怪癖,但正如您所说,至少有点有趣。至于“相同”与“不同”光子,那么,宇宙中有很多谜团,这就是其中之一。
Cyber​​herbalist 2014年

人们还可以谈论光的光子,它从另一颗恒星传播了数千年,然后撞击了半人马座Proxima,随后又射向我们的星球。但是我认为在向地球发射光子之前,没有任何这样的光子弯曲与OP有关。
CoolHandLouis 2014年

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不,我真的不同意。那些被吸收并重新发射的光子实际上不是相同的光子。它们具有不同的能量和不同的(随机)方向。您可能会说,从恒星核心发射的能量需要100,000年才能到达光球,但不能到达光子。
迪厄多内

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不正确 到达地球的光子(根据定义)从光球发射。核心中发出的光子是硬X射线,平均自由程为1毫米。
罗布·杰弗里斯

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我们看到的所有光都来自过去。3米距离的灯泡发出的光在您进入眼睛后10 ns到达。对于短距离,此延迟可以忽略不计(10 ns是每秒十亿分之一秒),但是在天文尺度上,它变得非常重要。来自太阳的光需要8分20秒才能到达地球,所以当我们看到太阳时,就像8分钟前的太阳一样。如果太阳突然死了,我们在8分钟内不会注意到。

银河系中的其他恒星也是如此。一颗恒星在4个光年的光需要4年才能到达我们。这是光年的定义。

可以进行以下比较:假设有一个距离您居住地有100 汽车年的城镇。这意味着要花100年才能到达您的汽车。当今天从那个镇上来的汽车到达您时,它会在1914年离开。它不会是2010年的轿车,而是福特T。随着汽车的到来,您将拥有100年的历史。

对于宇宙学家而言,这种回顾历史非常方便。您想知道135亿年前宇宙还很年轻时的银河系是什么样的吗?好吧,寻找那段时间一直在发光的光。它在135亿年前离开了正在研究的星系,并向您展示了当时的星系是什么样的。它没有告诉您有关它的当前状态的任何信息。它可能与另一个星系相撞或被黑洞所吸收。除了等待另外的135亿年,直到现在发出的光到达我们为止,我们无所不知。

从过去可以观察到的另一件有趣的事情是宇宙微波背景辐射(CMB)。这是已经发生了138亿年的“大爆炸”的辐射。当然,今天的大爆炸是历史,但是由于“有限的”光速,这一历史在我们身边不断发展。


编辑
输入相对论。因此,我们说来自Proxima Centauri的光已经进行了4.2年,但这只是从我们的角度来看。当物体靠近光速时,它们的时间变慢,最终当您达到光速时,时间将完全停止。现在,光子以光速行进,因此对他们来说时间停滞了。从光子的角度来看,瞬间从半人马座到地球全程传播:它在离开半人马座的同时到达地球!(您不能对具有质量的对象执行此操作。)


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这个问题的某些答案有些诡辩。尽管光子确实没有时间,但OP询问的是从地球观察到的Proxima Centuri发出的光。由于PC距离我们有4光年,所以光花了4年才能到达我们-因为我们和Centuri系统都没有相对论地相对移动(接近光速;取决于上下文,介于〜 5%的c和20%的c是我们开始谈论相对论速度的地方。那里和这里之间的一些光被灰尘或离子吸收了,并可能被重新发射为红外光,但是其中的大部分(可见光)一直不间断地传播,所以是的,它确实开始了它的旅程4几年前。但是请注意,肉眼看不见Proxima,


具有讽刺意味的是,这个答案始于对诡辩的抱怨,并以诡辩结束;)
GreenAsJade

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光速行进对空间和时间都有影响。除了没有时间经验之外,光子在行进方向上也看不到任何空间。因此,他们的“瞬时”太空旅行覆盖了零距离。换句话说,每个光子都感知到您的眼球附着在半人马座Alpha的光球上,因此旅行时间非常短...

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