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我们看到的星空是现在的星空吗?

 pgl147258 2016-01-08

【海盗河马的回答(24票)】:

@One Two 的回答很好很好。我补充几句。(有人说就补充几句千万别信,搞不好就写老长)

遥远的恒星的“当下”没有意义,因为没有对我们产生任何联系,无论是辐射的、引力的联系。但是“当下”的图景是否有意义呢?换句话说,当下的银河系的面貌,和若干年后我们接受到信息的银河系的面貌,是不是一致的?这是一个好问题。

我想,答案是一致的,否则太恐怖了。我们观测到的那么多恒星,它们各自都有不同的距离,比如LAMOST观测了360万颗恒星,它们的距离从几光年到几万光年不等,它们所反映的信息都是不同时代的历史,用它们统一起来研究银河系的面貌,实际上就得不出一个稳定的面貌,想给银河系按下快门拍一张快照记录一个瞬间的面貌就是不可能的。

所幸的是,事情没有这么恐怖。我们可以估算一下。银河系的直径大约10万光年,也就是说距离我们最远的恒星不超过10万光年。也就是说我们看到的这些恒星,最远的要追溯到10万年以前的历史状态。

好啦,10万年的时间对于银河系的整体面貌有多少影响呢?我们知道太阳围绕银河系中心走一圈大约是2.5亿年。10万年的时间太阳围绕银河系中心走了多少呢?360度圆周中的0.1度。很小是不是?绝对距离呢?走了大约60多光年。

我们想象一下,银河系中最近的恒星和最远的恒星的时间差,会让大部分恒星移动一个很小的角度(0.1度),或者是很小的距离(几十光年),注意这只是最大的差别,大部分还打不到这个程度。

对于整个银河系来说,里面的恒星移动几十光年会有多大的影响呢?这么说吧,我们利用恒星的亮度和恒星模型估计它们的距离,这样的方法产生的距离的误差至少是成百上千光年。

【刘博洋的回答(34票)】:

对银河系来说,有限光速导致的迟滞并没有人们通常想象的严重。银河系的直径约十万光年,光从星系的另一端到达我们,不过数万年而已。而在各个不同质量的恒星类型中,脱胎于巨分子云的大质量恒星形成最快,一个30个太阳质量的大质量恒星的形成需要不到十万年,跟我们太阳一样质量的恒星的形成需要三千万年,而他们的主序寿命又分别比形成时标长几十、上百倍。以及以太阳为例,星系中恒星绕银心旋转一周的时间是以亿年计的。也就是说,从恒星这个星系主要成员的“迟缓”的生命周期来看,光传播的时间是几乎可以忽略的。

对遥远的星系,光的传播时间固然不能忽略。不过这几乎从根本上挽救了天文学。如果不是这样,我们就难以通过观测遥远宇宙来回溯历史,了解宇宙的过去。常有人把天文学比作考古,而事实上天文学比考古占据优势的一点是,考古学家只能通过挖掘出的器物进行研究,天文学家不仅可以在近邻宇宙寻找原始宇宙遗留的“文物”,更可以向遥远的宇宙看过去,直接的“目击”过去发生了什么,在考古学家、历史学家看来,简直就是开了挂吧。

【OneTwo的回答(127票)】:

想起自己的两个回答:

在遥远的星球做一个动作,我们在地球上看会不会有延时?

我们看到的星星是不是有些已经不存在了?

假设一下,参宿四今天晚上爆炸成为超新星了,那么我们会在什么时候知道呢?

大概 640 年后。届时我们会发现猎户座的右肩突然变亮,亮度有可能超过满月。

再设想一下,如果参宿四早在 600 年前郑和下西洋的时候就已经爆炸了呢?

那至少也得再过上几十年我们才会观测到。

现在在地球上看到的参宿四是对于参宿四本身来说是一个「过去时」,而参宿四的「当下」会出现在我们的「未来」。如果时间点选得巧妙一些,甚至一个「过去」的参宿四也会在我们的「未来」出现。

换句话说,由于光速有限,「当下」的地球与「当下」的参宿四不会产生关联。即「当下」的参宿四无论发生了什么(爆炸 or 卖萌 or 被沃贡人以建造银河快速通道的名义清除),都不会对「当下」的地球产生任何影响,因为「当下」的参宿四的事件光锥没有扫过地球(「光锥」的概念参见这两个回答[1][2])。对于地球来说,「当下」经历的是 640 年前的参宿四的事件光锥。

当下的参宿四我们无从知晓,亦无从知晓所谓「当下的宇宙到底怎么样」(事件光锥未到达相当于未发生)。在宇宙尺度下,不存在绝对意义上的「同时」,有的只是「相对同时」。比如我们在某天夜晚同时看到的天体,不仅仅是它们的过去时,而且是不同年代的过去时(4 年前的比邻星,8 年前的天狼星,640 年前的参宿四,250 万年前的仙女座大星系......)。

所以我们是在探究一个「过去」的宇宙。但是,「过去」=「过时」吗?举个栗子,我和我的小伙伴相距大约600多米(等于声音2秒内能传播的距离),我和小伙伴只能通过声音传递信息。小伙伴在000秒时对我喊了一句「登山包」,我会在002秒时听到,毫无疑问此时我知道这个「登山包」是我的小伙伴在两秒之前喊出来的,属于「过去」的信息,但是只有在收到这个「过去」的信息后,我才可能作出回应(比如回一句「超耐磨」),我没办法在收到别人发送的信息之前就作出回应。这样来看「登山包」这个信息不能称为「过时」的信息。我们在研究宇宙时也是一个道理。

关于研究这样一个「过去」的宇宙的意义,可以参考 @海盗河马@刘博洋 两位科班出身的专业人士的回答。

【算子的回答(3票)】:

对“现在”的你来说,这就是你“现在”的星空,星光照亮了你的道路。

May the stars guide you.

【严dy的回答(3票)】:

光锥之外 皆是虚无

【vincent的回答(4票)】:

小时候记得十万个为什么里面有篇文章告诉我牛郎和织女每年在七月初七想见是不可能的,因为假如他们以光速行走的话,要互相走8年左右才能见面,比奥运会还难得,即便你看到他们相会了,那个场景可能是他们16年前的上一次牵手时发生的。

【六叶行之的回答(11票)】:

其实不必说星空,当我站在你对面,你看到的我是现在的我吗?

【李刚的回答(3票)】:

其实这种延时在生活中也很多啊,打手机时的信号不好,新闻连线外国记者时问半天不说话,军训时几百米长的队伍头喊的命令要一段时间才能传到队尾~

【爱德华艾尔利克的回答(5票)】:

能得出我们看到的星空是过去的宇宙这个结论,就说明关于宇宙的研究并没有白费。而且现今人类连地球本身都没研究透彻,足以说明科学技术要达到能研究宇宙这个广度的程度,还有很远很远的一段路要走。所以人类对当下能观测到的“过去的宇宙”的研究,通过观测,产生一些推测,再由科技的逐渐发展去慢慢证实。科学本身就是一个循序渐进环环相扣的过程,只有迈出了第一步,才能循着大自然留下的线索,看清本质。

【堂吉诃德的春梦的回答(2票)】:

说白了 研究当下过去时的宇宙,就是为了推出当下现在时的宇宙。

因为我们观察的宇宙的行为是一个连续的过程,并且我们看到的恒星并非都处于都处于同一个阶段。我们能观察到年轻恒星稳定的聚变发热发光状态,也能看到红巨星垂死的燃烧,而且现在通过一定技术能够捕捉伽马射线爆发以及其他一些现象来确定衰老恒星的塌缩。

我们能够同时在宇宙中观测到这些不同阶段的现象,就可以根据它一定的规律,推断出当下、未来以及过去的时候,某颗恒星的状态。通过现象看本质嘛。

拿个图说话

比方说,咱们现在时间某个遥远地方某颗恒星boom爆炸了,34年后我们观测到了它爆炸所产生的一系列现象(星等突然变高啊,伽马爆啊神马的),然后根据之后的一系列现象可以推断出这个爆炸发生在2014年,根据观测到的数据分析,现在那颗恒星应该已经变成新的一片星云了。

【李沐恩的回答(1票)】:

距离动辄光年计算,那么我们看到的星星只是过去式,但是我们人类研究的是宇宙的进程演变,虽然我们看到的是过去式,但是他也是在演变的。

【卢嘉樱的回答(1票)】:

星空都是投影

【海波的回答(1票)】:

以前我也觉的现在看星星没有小时候那么清澈了 后来我发现是我得了近视眼。

【知乎用户的回答(0票)】:

感觉每个时空都有自己的刻度,是不是现在已经不重要了。。

【王博闻的回答(0票)】:

我们看到的不过是星星的老照片

【其实我是演员的回答(0票)】:

当然不是,有光年的概念,我们看到的都是过去的样子,正如我们现在观察到的其他星系,也是它们几十亿光年前的样子哦~

【王超杰的回答(0票)】:

盗用一句楼上的回答,我现在站在你面前,你看得到我是现在的我吗

【章逦的回答(0票)】:

纠结于“同时”这个概念是没啥意义的。你看到的虽然是过去的星空,但“现在”这个概念根本不存在。

【罗至的回答(0票)】:

不是 但是我们去追究这个问题是没有意义的因为说活在当下对我们真正有意义的是眼前的实际的东西

当我们回想以前的旧事我们不禁想起这些事情的美好但是都只停留在想想而已对吧

【悠悠的回答(0票)】:

连我们看到的离我们最近的恒星太阳都是几分钟前的,更不用说离我们更加遥远的星系了,现在我们看到的有些星系甚至是宇宙刚形成时它们的样子

原文地址:知乎

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