中学课本上就告诉我们,太阳光八分多钟才到达地球,所以我们看到的永远都是过去的太阳,现在的太阳可能只有像帕克太阳探测器那样跑跟前去看了!可能很多朋友敏锐的意识到,太阳都需要八分多钟才能看到,那么更远的恒星是不是就更久了,我们研究的宇宙难道都是过去?
光速有限和光速的测量一直以来都以为光速是无限的,毕竟我们从来都没见过点灯后,房间慢慢亮起来,当然油灯的火旺不在此列,但到了比较讲究科学验证方法的伽利略时代,他想到了用实验来证明光速是有限的,当然他用的方法各位不要笑,是相距数英里的两个山头用灯笼遮光的形式,看到对方灯光,然后打开自己的灯光,再对方计时光需要多久才能看到!
很明显人类的反应和计时工具都不能满足测量光速的要求,所以伽利略失败了!到了1729年,英国天文学家詹姆斯·布拉德雷通过恒星的光行差测定了光速,不过是局限于观测精度,误差比较大!最准确的光速是19世纪中叶傅科用旋转棱镜法测得,并且傅科还测定了水中的光速,此后人类测定光速的方法越来越先进,精度也越来越高!
到了二十世纪八十年代,国际计量大会通过重新定义米为1/光速秒时间内通过的距离,将光速确定为一个固定值c=299792458米/秒,所以此后光速就是这个定值,它没有精度,就是一个确定值!
因为光速有限,所以我们看到的宇宙都是历史!在太阳系中,光速在分或者时的单位里经过的路程来描述,基本上也就差不多了,比如太阳到地球的距离是8.3光分,到木星大约是41.6光分左右,到达海王星大约是250光分,而飞离地球最远的旅行者一号,下图是最新信息:
旅行者一号和二号的距离最新数据
旅行者一号大约是1234光分,旅行者二号则是1024光分,听上去还可以理解,简单的说和旅行者一号通信一次,差不多要四十小时,假如是一趟救命的120(911)急救电话的话,估计等NASA接到电话时,早就凉凉了,一趟20小时才能打通(单向)的救命电话!!
我们看到的全是历史
最近的恒星:比邻星在2,207,520光分外,有点晕了,所以我们还发明了更方便的光年,换算过来就是4.22光年左右,所以我们看到的比邻星是4.2年以前的,天狼星则是8.6年以前,史波克所在瓦肯星则是16年以前的,当然最有名的还是最引人注目的参宿四!
这是一颗从2019年到2020年光度大幅变化的恒星,它已经走到了恒星的晚期:红巨星,未来随时可能超新星爆发,但它距离地球大约640光年,所以我们看到的是它640年以前的样子,也许它已经爆发,只是光还没有传输到地球!
我们蒙着眼睛在走路
一个可怕的结果必须要告诉加大,超新星爆发会伴随着伽马射线爆发和超强过量辐射,但它们的速度和光辐射一样,都是光速,所以当我们看到它们时,这些对人类有害的辐射也同时到达了,简单一点说尽管我们睁着一双大大的眼睛在走路,但对于宇宙中的巨大威胁,却在看到的同时到达了,我们有时间躲避吗?完全没有!
最先进的天文学,却只能在考古领域研究
古生物学家最头疼的是找不到物种与物种之间过渡的化石,就像人类从古猿到直立人,再到智人的过程中的中间态是怎么样的,几乎就全靠非洲出土的几个不完整的骨架凭空想象,所以只有一条主线的发展,却没有细枝末叶!
但对于天文学家来说,放眼宇宙,可以看到1秒钟以前的月亮,也能看到8分钟前的太阳,还能看到数十年甚至上万前的星星,更令人惊喜的是我们还能看到几乎138亿年前的大爆炸的余晖,也就是宇宙微波背景辐射!当然也仅此而已,再往前我们要动用更先进的观测技术:中微子(大爆炸后一秒)、引力波(直播宇宙大爆炸过程)!
宇宙可能对人类是恶意的,因为光速!它是我们这个宇宙速度的天花板,当然也让我们得以认识宇宙的过去,现在和未来,但我们可能会被光速困死在这个宇宙!