“當我們看向星空,我們是在回看宇宙的歷史……”
有限的光速,歷史的星光
我們夜里看到的星光,都是過去發出了,夜空中離我們最近的一顆星星,是太陽系的第二顆行星——金星,它處在近地點的時候距離我們大約4200萬公里。我們知道光的傳播是需要時間的,光在真空中傳播的速度大約是每秒30萬公里,這意味著金星在離我們最近的時候,它反射太陽的星光傳到地球需要大約140秒,也就是我們所看到的是2分多鐘前的金星……當然,在金星距離地球最近時,它實際上在凌日,我們只能在太陽上看到它的影子,而不會看到它反射的太陽光。
(金星凌日,圖源:wfae.org)
而夜空中那些與太陽一樣燃燒自己發光的恒星中最近的一顆——比鄰星,距離我們約4.22光年,這意味著它所發出的光傳到地球需要4.22年,我們看到的是它4年多前的模樣……
那些更加遙遠的星星、星系,代表著更遙遠過去的歷史,當韋伯太空望遠鏡凝視夜空中一片細小的區域,它看到的是宇宙百億年的歲月變遷……
(韋伯太空望遠鏡拍攝的深空,圖源:NASA)
既然我們在回看歷史,為何卻感覺看到了當下?
當我們看向遠方,我們從來沒有意識到我們看到的是過去,這是我們的經驗造成的。在我們日常的經驗里,由于光速太快了,一般人根本意識不到它的存在,我們認為光都是瞬間就到,無論多遙遠都是瞬間就到,我們不會認為牛郎星和織女星的光來自不同的過去。而事實上牛郎星距離地球約16.7光年,織女星距離地球約25光年,因此我們此刻看到的牛郎星實際上是16.7年前的,而織女星則是25年前的,它倆的星光發出的時間相差了8年有余……
(銀河兩岸的牛郎星和織女星,圖源:constellation-guide.com)
但我們并不會認為它們是不同時間發出的,我們一般人都認為它們就是同時發出的。原因之一是因為星光幾乎不隨時間變化,在任何時候看到同一顆星星幾乎都是一樣的。另一個原因就是我們對光傳播需要時間毫無經驗,對星星與我們的距離也毫無概念……
經驗是想象力的上限
人對世界的感知是建立在經驗的基礎上的,我們無法想象,甚至無法理解超出我們經驗以外的事物,比如你在網上可能會看到過的那個經典問題:我們為什么無法想象出四維空間?答案就是我們對四維空間毫無經驗!我還能列舉出類似的問題:我們為什么無法想象出我們沒見過的顏色?答案依然是我們對沒見過的顏色毫無經驗!
(四維空間概念圖,圖源:yqqlm.com)
我們想象力的上限是由我們的經驗決定的,根據經驗,光是一下子就到眼前,我們自然難以“感覺”成星光是經過漫長的跋涉來到我們的眼前。
總結
在客觀的認知里,我們看到的是宇宙的歷史,但在主觀的感覺里,我們看到的就是當下。
我是星宇飄零,關^_^注我,和你分享更多有趣科學知識。
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