我们看到的天体都是几千万年前的。我们今天看到的一切都是假的吗?
我们能看到一个物体,是因为它发出光或者反射光,把物体的信息携带到我们的眼睛里,然后大脑把光信号成像,这样我们就能看到物体。虽然光速很快,但是这个速度不是无限的,大约是30万公里/秒。
所以,我们看到的一切都不是当下的瞬间,而是过去的场景。如果1米外有一个物体,我们看到的其实是3亿分之一秒前的场景。这个时间间隔很短。如果离得远,时差会变大。比如月球在38万公里之外,月光传播到地球需要1.3秒。太阳位于1.5亿公里之外,太阳光到达地球需要8.3分钟。
太阳系外的天体更遥远,它们发出的光需要几千年,甚至几十亿年才能传播到地球。比如GN-z11星系发出的光,用了134亿年才到达地球。宇宙中持续时间最长的光是宇宙微波背景辐射。这些光子来自654.38+03.8亿年前,也就是宇宙诞生的38万年前。
但不管时间过去了多久,也不代表我们看到的是假的,这些光所承载的信息是真的。我们看到的天狼星、仙女座星系和宇宙的微波背景辐射是真实的,宇宙中确实存在这些东西。
只是因为光速的限制,我们无法实时看到遥远的天体。我们不知道那些天体现在是什么样子,也不知道它们是否还在。现在仍然存在于我们视野中的天体,现在可能已经不存在了。
比如海山二位于7500光年之外,我们现在看到的就是这颗恒星7500年前的景象。根据观测,海山二已经演化到最后阶段,未来20万年内随时可能爆发成超新星。海山二可能已经不存在了。可能是7000年前爆炸的,但是光还在去地球的路上,所以目前看不到爆炸。再过500年,爆炸的光才能到达地球,被我们看到。或者海山二在7499年前爆炸,明年我们就能看到它演化成超新星。
从某种意义上说,宇宙就像一部宏大的纪录片。宇宙中过去发生的一切都是由光子携带的,这些光子一直在宇宙中前进。当光子到达地球并被接收时,我们可以了解宇宙的过去。如果我们观察更远的宇宙,接收到更老的光,我们看到的就是更早的宇宙。
天文学家一直渴望了解早期宇宙。虽然遥远天体发出的光经过长距离传播后能量已经大大衰减,但我们可以通过天文望远镜捕捉到。哈勃太空望远镜是我们了解宇宙的一个窗口。它拍摄了非常遥远的星系,极大地拓展了我们的视野,让我们对宇宙有了前所未有的了解。