太陽(yáng)光能照多遠(yuǎn)?
當(dāng)你正在看這篇文章的時(shí)候,地球正在以每秒30公里的速度以近似橢圓形的軌道繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn),兩者之間的平均距離大約1.5億公里。光在真空中每秒能夠傳播30萬(wàn)公里,是宇宙中最快的速度。當(dāng)太陽(yáng)光從太陽(yáng)表面照射到地球上時(shí),時(shí)間已經(jīng)過(guò)去了8.3分鐘。
太陽(yáng)依靠核聚變提供的能量發(fā)光發(fā)熱,就好像是一個(gè)懸浮在宇宙中的巨大火球,發(fā)出的光芒射向四面八方。不僅地球能沐浴到陽(yáng)光,宇宙中的其它天體或者角落也能沐浴到陽(yáng)光。
在夏季晴朗的夜空中能夠看到密密麻麻的星星,這是許多不同距離和方向上的天體疊加到一起的效果。真實(shí)的宇宙空間,物質(zhì)十分稀薄,每立方米的空間內(nèi)只有極其少量的粒子,隔好遠(yuǎn)一段距離,才有一個(gè)天體存在。像太陽(yáng)這種會(huì)發(fā)光的恒星,其中離我們最近的一顆被叫作“比鄰星”,它距離我們4.2光年遠(yuǎn),這意味著我們看到的大約是4.2年前的比鄰星。
宇宙如此空曠,這意味著很大一部分太陽(yáng)光都能不受阻擋,在宇宙中永遠(yuǎn)傳播下去。因此,只要太陽(yáng)光沒(méi)有被其它物質(zhì)吸收,就能夠永遠(yuǎn)傳播下去,理論上來(lái)說(shuō)可以傳播至無(wú)限遠(yuǎn)。
第一縷太陽(yáng)光已經(jīng)照到了哪里?
前面說(shuō)的是太陽(yáng)光能照多遠(yuǎn),現(xiàn)在讓我們來(lái)聊一下照得最遠(yuǎn)的太陽(yáng)光。
說(shuō)到傳播的最遠(yuǎn)的太陽(yáng)光,那當(dāng)然是第一縷太陽(yáng)光。
從一片原始恒星云開(kāi)始,太陽(yáng)誕生至今已經(jīng)有46億歲了。從可見(jiàn)光角度而言,在太陽(yáng)誕生不久后,第一縷陽(yáng)光就已經(jīng)從太陽(yáng)表面?zhèn)鞑ラ_(kāi)來(lái)。這意味著,最初的那一抹太陽(yáng)光已經(jīng)在宇宙中傳播了46億年。
科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)宇宙正在加速膨脹,這一研究結(jié)果已獲諾獎(jiǎng)。如果不考慮宇宙的膨脹,那么最初的那一抹陽(yáng)光已經(jīng)在宇宙中傳播了46億光年;考慮宇宙膨脹的話,第一抹陽(yáng)光在宇宙中傳播的距離已經(jīng)遠(yuǎn)超46億光年了。具體是多少,這個(gè)還真不好算,因?yàn)橛钪媾蛎浰俣鹊淖兓瘧?yīng)該不是線性的。
銀河系的直徑只有十幾萬(wàn)光年,這意味著太陽(yáng)誕生不久,第一抹陽(yáng)光就已經(jīng)飛出了銀河系,去往更遙遠(yuǎn)的宇宙深處了。由于光速限制,宇宙中幾十億光年的地方,現(xiàn)在是什么情況,我們根本不得而知,因?yàn)槲覀兛吹降倪b遠(yuǎn)星系發(fā)出的光都是幾十億年前的。
太陽(yáng)光能照到宇宙盡頭嗎?
既然太陽(yáng)光在無(wú)阻礙的情況下可以傳播至無(wú)窮遠(yuǎn)處,那么這個(gè)小問(wèn)題的本質(zhì)就是“宇宙有盡頭嗎?”
宇宙有沒(méi)有盡頭,或者說(shuō)宇宙是有限的還是無(wú)限的?根據(jù)主流科學(xué)理論——宇宙大爆炸理論,宇宙大約誕生于138億年前一場(chǎng)不知原因的大爆炸,隨后迅速膨脹,現(xiàn)在宇宙變得非常大,僅僅可觀測(cè)宇宙的直徑就高達(dá)930億光年。也就是說(shuō),科學(xué)家普遍認(rèn)為宇宙的大小是有限的。
最早的太陽(yáng)光在46億年前就向宇宙深處進(jìn)發(fā)了,可宇宙誕生于138億年前,并且還在加速膨脹,現(xiàn)在測(cè)得的數(shù)據(jù)是距離每增加326萬(wàn)光年,膨脹速度大約就會(huì)增加68千米每秒。雖然宇宙是有限的,但太陽(yáng)光永遠(yuǎn)也不可能到達(dá)宇宙盡頭。因?yàn)樵诳捎^測(cè)宇宙的邊緣地帶,那里的天體受宇宙膨脹的影響,正在以超光速遠(yuǎn)離我們,太陽(yáng)光是永遠(yuǎn)也追不上的。
從遙遠(yuǎn)的宇宙深處看太陽(yáng),能看到什么?
從地球上看太陽(yáng),太陽(yáng)又大又圓;火星離太陽(yáng)更遠(yuǎn),那上面看到的太陽(yáng)就比地球上看到的太陽(yáng)小;而冥王星上只能看到一個(gè)亮點(diǎn)或者說(shuō)是一顆明亮的星星。
至于從遙遠(yuǎn)的宇宙深處看太陽(yáng),看到的太陽(yáng)又是怎樣的?以現(xiàn)有的科技水平來(lái)說(shuō),如果沒(méi)有探測(cè)器的幫助,地球上的人類終極一生也只能在太陽(yáng)系內(nèi)看一看太陽(yáng)。至于從遙遠(yuǎn)的宇宙深處看太陽(yáng),就更是奢望了。
太陽(yáng)光能夠傳播得很遠(yuǎn)很遠(yuǎn),從那么遙遠(yuǎn)的地方真的能夠看見(jiàn)太陽(yáng)嗎?
可以很明確地回答:看不到!因?yàn)椴还苁翘?yáng)光,還是別的光源發(fā)出的光,光度總是有限的。太陽(yáng)的光度取決于其表面積和表面溫度。隨著距離越來(lái)越遠(yuǎn),太陽(yáng)在觀察者的視角中就會(huì)變得越來(lái)越小,越來(lái)越暗,直到超出觀察極限。
在天文學(xué)中,通常以視星等來(lái)衡量,視星等的數(shù)值越小,天體就越明亮。地球正午天空中太陽(yáng)的視星等約為-26.71,滿月時(shí)月亮的視星等約為-13,而冥王星處太陽(yáng)的視星等約為-19,仍然比地球上的滿月亮。通常視星等大于6時(shí),天體用肉眼就不可見(jiàn)了。
我們?cè)诘厍蛞箍罩锌吹降男切菐缀醵际蔷嚯x地球1000光年內(nèi)的恒星。至于幾十億光年外的恒星,就算用現(xiàn)在世界上最強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡也看不到,因?yàn)樗鼈兊墓庠缫驯黄渌谛窍档墓庋蜎](méi)了。別說(shuō)幾十億光年,就在幾億光年外,我們也只能看到銀河系發(fā)出的光,根本看不到太陽(yáng)。
雖然說(shuō)太陽(yáng)光可以傳播得很遠(yuǎn)很遠(yuǎn),但太陽(yáng)發(fā)出的光或者說(shuō)光子數(shù)量是有限的,在極其遙遠(yuǎn)的地方,有限的視角內(nèi)只能接收到數(shù)量稀少的太陽(yáng)光,這些光攜帶的有效信息已經(jīng)太少了,我們根本分辨不出它是不是太陽(yáng)發(fā)出的。就算有一個(gè)口徑一光年的天文望遠(yuǎn)鏡(這種望遠(yuǎn)鏡實(shí)際上不可能存在,因?yàn)橛钪嬷凶畲笮乔虻闹睆蕉歼h(yuǎn)沒(méi)有一光年),也很難在幾十億光年外看到太陽(yáng)。
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