站长在线 互联网 如果6500万光年外有外星人,能否通过望远镜看到地球上的恐龙

如果6500万光年外有外星人,能否通过望远镜看到地球上的恐龙

光速有限是一件好事,能够让我们追溯历史。当我们看到越遥远的宇宙,就能看到越古老的历史。 光在真空中需要1年的时…

光速有限是一件好事,能够让我们追溯历史。当我们看到越遥远的宇宙,就能看到越古老的历史。

如果6500万光年外有外星人,能否通过望远镜看到地球上的恐龙插图

光在真空中需要1年的时间才能穿越9.46万亿公里的空间,也就是说,如果我们用望远镜看到一个位于1光年外的天体,那么看到的其实是它1年前的样子。如果看到的是100亿光年外的天体,那就是它100亿年前的模样。而我们现在抬头看到的太阳,也是8分20秒之前的样子。

相比之下,你眼前的物品和你的距离非常近,尽管你看到的画面和它现在的模样不能说绝对一致,但光从这些物品传播到你眼中只需要不到1纳秒的时间,这个时间基本上就可以完全忽略了。

如果6500万光年外有外星人,能否通过望远镜看到地球上的恐龙插图1

反过来讲,如果我们在足够远的地方,也能看到地球的历史。那么,如果我们飞到6500万光年外,或者说如果6500万光年外有外星人的话,是不是就能够通过望远镜看到地球上的恐龙了呢?

理论上说,的确有这个可能,但实际情况却要复杂得多。

我们知道,人类眼里看到的世界,其实是可见光波段的光子撞击在各个物体上,然后反射到我们眼中的模样。反射到我们眼里的光子越多,我们看到的物体就越明亮。

如果6500万光年外有外星人,能否通过望远镜看到地球上的恐龙插图2

所以,如果我们离观测目标太远的话,通过它反射的光子将会飞到四面八方,只有一小部分进入我们的眼睛里,看起来就比较暗了。相反,如果我们离得足够近,那么有一部分光子还没来得及飞出去就进入眼睛里了,看起来就比较亮了。

也就是说,离得越远,我们就需要越大的“眼睛”来观测目标,这就是人类的望远镜做得越来越大的原因。如果望远镜足够大,那么就可以收集到更加分散的光子,这对于我们观测一个天体来说就更加有利。

一台望远镜收集某个天体光子的能力,叫做集光能力。通过上面我们介绍的内容你就知道了,望远镜的集光能力和它的主镜口径是成正比的。

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除了集光能力之外,望远镜还有一项参数极其重要,那就是分辨率。

我们知道,宇宙中的天体都是非常巨大的,但在我们的夜空中,除了月球之外,其他的天体都只是一个光点,这就是因为我们眼睛的分辨率不足以把它们的左侧和右侧分辨开。只有分辨率足够高,才能将天体的两侧分辨开来,呈现在人类面前的就不再是一个光点了。

幸运的是,望远镜的分辨率也是和口径成正比的。所以,只要我们单纯地把精力放在扩大望远镜口径上,就能够看清楚更遥远的天体。

那么,如果想要在6500万光年外看到恐龙,到底要把望远镜做到多大呢?

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以最近最受关注的美国宇航局的詹姆斯·韦布太空望远镜为例,其口径为6.5米,角分辨率达到了0.1角秒。这是个什么概念呢?利用三角函数计算一下可以知道,在40公里之外,它能够分辨出一枚硬币来。

40公里和6500万光年的对比,以及硬币和恐龙之间的对比,哪一个更悬殊,相信大家都很清楚。

我们跳过计算的步骤,直接把计算结果告诉大家吧。如果不希望看到的恐龙只有一个点那么大,这台望远镜的口径需要超过4.4光年!也就是说,如果这台望远镜的一头在太阳系,那么另一头就要触及比邻星了。

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迄今为止,人类能够建造的光学望远镜的最大口径也只有39米,而且还处于建设之中,而且2027年之前都不可能投入使用。至于4.4光年的望远镜,光是质量就能吓死人,把多少颗行星全搭进去都不够原材料的……

说了这么多,这还只是勉强能够把恐龙的头和尾分辨开,完全不足以看清楚恐龙的模样。如果想要看清楚恐龙到底长什么样,这台望远镜还要做得更大。而且,这还没有考虑到地球大气层的干扰,毕竟即便望远镜建设在太空中,恐龙也是在大气层内的。想要穿透大气层,望远镜还需要更加强大才行。

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你以为这就完了吗?那你就错了。

实际上,这样的望远镜是根本做不出来的。先不说实际情况如何,仅仅从理论上,就不支持这种望远镜的存在。

我们知道,根据爱因斯坦的广义相对论,质量是可以扭曲周围时空的。质量越大,扭曲越严重。如果真的有人建造了如此巨大的望远镜,那么其质量已经足够将时空曲率扭到无限大。也就是说,这台望远镜还没建造完,在它的口径刚刚达到28光分(约5亿公里)的时候,就已经坍缩成一个黑洞了。

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所以,至少现在这些模式的望远镜,是不可能做到这么大的。当然了,如果有这样的文明,或许望远镜的技术也比我们先进得多,或者有其他的观测手段。

有么?或许有,比如引力透镜效应。

引力透镜效应也是爱因斯坦的广义相对论引申出来的概念,同样是利用质量扭曲空间的现象,利用大质量天体扭曲遥远天体的光,起到类似于凸透镜放大的效果。6500万光年的空间足够放下星系团甚至是超星系团这么巨大的天体了,但是其放大倍率也有限,还需要在焦点处进行观测,难度同样不小。

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也可能存在着人类完全不知道的某种物理学理论,能够支持更加复杂的望远镜,不过这就不是我们目前能够想象得到的了。不过话说回来,如果有一个文明已经达到这样的科技了,他们还有必要研究地球上的恐龙长啥样吗……

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作者: 小蜗牛

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