三年前我在回答一个头条关于时光倒流的问题时说道:“时间不可倒流,但可以看的到。”并随便举了个例子说:“如果人可以瞬间移动到2000光年外的位置,你用一个超级望远镜对向地球,你就可以看得到秦始皇登基。”结果这个举例引起了全网的大讨论,直到今天都尚未平息。举例归举例,但是否真的能看到呢,我们今天就好好分析一下。
光的传播速度
人之所以能看见物体,是因为物体会发出或反射光,这些光进入到我们的眼睛,就看到了物体的景象。但光的传播是有速度的,光速大约为30万公里每秒,而光传播一年的距离单位,我们叫做光年。如果我们在一光年远的位置,看到的就是一年前所发出光。这个不难理解,比如我们看到的太阳,其实是8分钟前的太阳;我们的看到的仙女座其实是250万年前的景象,就连上个月观测的参宿四红超巨星爆发,也已经是640年前的事了,只是我们才看到而已。
那同样的道理,如果我们现在站在距离地球2000光年之外的地方看地球,看到的自然也是地球2000年前的景象了。所以照理论来讲,的确是能看到的,但是实际上呢?
光的传播方向
但实际上如果真的站在距地球2000光年外的地方看地球,几乎什么都看不到。我们知道光是向四面八方同时发散的,以地球为圆心向四面发射,到达2000光年外的某一个点时,光子已经所剩无几,剩下这点光线不要说能看出人的具体影像,哪怕是整个地球的反射光都未必看得见。
光是四面八方发射的
我们现在看到天上的星光大多都是由无数恒星组成的巨大星团,但这些光线到我们眼里也仅只是个星点而已。距离越远我们能接收到的光线就越少,甚至连恒星的模样都看不出来,更别说地球这颗不会发光的星球。
天体的引力在地球的光线向2000光年外散播的过程中,中间很有可能会碰到大质量的天体或者黑洞,根据爱因斯坦的广义相对论,光线在通过强引力场附近时会发生弯曲,造成光线的弯曲或者被黑洞吸收,那我们就什么都看不到了。
光线通过强引力场会发生弯曲
大气扰流再说个题外话,就算秦始皇身上反射的光线经历了以上种种考验,最终到达了2000光年外的观测点,实际我们也什么都看不清,大气扰流对光线的影响很大,地球的大气层会对成像造成巨大的干扰。
这种“干扰”并非来自望远镜,而是空气的小范围对流(所谓湍流或湍动)产生的。空气不易导热,而且是流体,所以空气的温度平衡主要是靠对流来实现的。小范围空气的温度和密度不均匀性造成了折射率的不均匀,而平衡这种不均匀性的对流运动又造成了折射率的“动态”不均匀。最终效果就是“波纹般干扰”。人的眼睛可以直接看到这种干扰,望远镜的作用只是把它放大得更明显了。
600倍下的望远镜图像扰流很厉害
好了,说到这了大家也该明白这个例子并不恰当,这里给大家道歉,也希望大家以后别纠结是否真的能看到秦始皇登基了,谢谢。
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