人類可以觀測到150億光年的宇宙,這個距離是怎麼算的嘞

2022-03-25 14:30:08 字數 3645 閱讀 6665

1樓:匿名使用者

光(電磁波)傳播的時間

2樓:

紅移 多普勒

人們常常用「天文數字」來形容數字的巨大,事實也確實如此:

日-地距離是149 597 870千米,仙女座星系距離我們236萬光年,整

個宇宙的尺度大約是15 000 000 000光年(大約合9 460 800 000 000 000米)。

這些碩大無朋的數字是什麼得出的?天文學家用的是什麼尺子?

從視窗望去我可以判斷大街上的行人距離我多遠,這依靠的是周

圍的參照物和生活常識,要測量旗杆的高度可以把它放倒然後用尺子

量。然而對於天文學家來說,這些方法全都是遙不可及——的確是遙

不可及,天文學家的工作就是研究那些遙不可及的天體。那麼,天文

學家是如何測量距離的呢?

從地球出發

首先來說說視差。什麼是視差呢?視差就是觀測者在兩個不同位

置看到同一天體的方向之差。我們來做個簡單的實驗:伸出你的右手

拇指,交替閉合和睜開雙眼,你會發現拇指向對於背景左右移動。這

就是視差。在工程上人們常用三角視差法測量距離。如圖,如果我們

測量出∠α、∠β和兩角夾邊a(稱作基線), 那麼這個三角形就可以

被完全確定。

天體的測量也可以用三角視差法。它的關鍵是找到合適的邊長a——

因為天體的距離通常是很大的——以及精確測量角度。

我們知道,地球繞太陽作週年運動,這恰巧滿足了三角視差法的條

件:較長的基線和兩個不同的觀測位置。試想地球在軌道的這一側和另

一側,觀測者可以察覺到恆星方向的變化——也就是恆星對日-地距離

的張角θ(如圖)。圖中所示的是周年視差的定義。通過簡單的三角學

關係可以得出:

r=a/sinθ

由於恆星的周年視差通常小於1°,所以(使用弧度制)sinθ≈θ。如

果我們用角秒錶示恆星的周年視差的話,那麼恆星的距離r=206 265a/θ。

通常,天文學家把日-地距離a稱作一個天文單位(a.u.)。只要測量

出恆星的周年視差,那麼它們的距離也就確定了。當然, 周年視差不

一定好測。 第谷一輩子也沒有觀測的恆星的周年視差——那是受當時

的觀測條件的限制。

天文單位其實是很小的距離,於是天文學家又提出了秒差距(pc)

的概念。也就是說,如果恆星的周年視差是1角秒(1/3600秒),那麼

它就距離我們1秒差距。很顯然,1秒差距大約就是206265天文單位。

遺憾的是,我們不可能把周年視差觀測的相當精確。現代天文學使

用三角視差法大約可以精確的測量幾百秒差距內的天體,再遠,就只好

望洋興嘆了。

星等的關係

星等是表示天體相對亮度的數值。我們直接觀測到的星等稱為視星

等,如果把恆星統一放到10秒差距的地方,這時我們測量到的視星等就

叫做絕對星等。視星等(m)和絕對星等(m)有一個簡單的關係:

5lg r=m-m+5

這就意味著,如果我們能夠知道一顆恆星的視星等(m) 和絕對星

等(m),那麼我們就可以計算出它的距離(r)。不消說,視星等很好

測量,那麼絕對星等呢?很幸運,通過對恆星光譜的分析我們可以得出

該恆星的絕對星等。這樣一來,距離就測出來了。通常這被稱作分光視

差法。絕對星等是很有用的。天文學家通常有很多方法來確定絕對星等。

比如主星序重疊法。如果我們認為所有的主序星都具有相同的性質。那

麼相同光譜型的恆星就有相同的絕對星等。如果對照太陽附近恆星的赫

羅圖,我們就可以求出遙遠恆星的絕對星等,進而求出距離。

造父變星是一種性質非常奇特的恆星。所謂變星是指光度週期性變

化的恆星。造父變星的獨特之處就在於它的光變週期和絕對星等有一個

特定的關係(稱為周光關係)。通過觀測光變週期就可以得出造父變星

的絕對星等。有了絕對星等,一切也就好說了。

造父變星有兩種:經典造父變星和室女座w型造父變星, 它們有不

同的周光關係。天琴座的rr型變星也具有特定的周光關係,因此也可以

用來測定距離。這種使用變星測距的方法大致可以測量108秒差距的恆星。

向紅端移動

人們觀測到,更加遙遠的恆星的光譜都有紅移的現象,也就是說,

恆星的光譜整個向紅端移動。造成這種現象的原因是:遙遠的恆星正在

快速的離開我們。根據多普勒效應可以知道,離我們而去的物體發出的

光的頻率會變低。

2023年,哈勃(hubble,e.p.)提出了著名的哈勃定律,即河外星系的視

向退行速度和距離成正比:v=hd。這樣,通過紅移量我們可以知道星

體的推行速度,如果哈勃常數h確定,那麼距離也就確定了(事實上,

哈勃太空望遠鏡的一項主要任務就是確定哈勃常數h)。

這樣,我們就可以測量到這個可觀測宇宙的邊緣了。

回到地球

不過還是有一個問題,這種天文學的測量如同一級一級的金字塔,

那麼金字塔的地基——天文單位到底是多少呢?如果測量不出天文單位,

其他的測量就都成了空中樓閣。

天文單位的確是天文測量的基石。20世紀60年代以前,天文單位也

是用三角測量法測出的,在這之後,科學家使用雷達測量日-地距離。

雷達回波可以很準確的告訴我們太陽裡我們有多遠,這樣一來,天文學

家就可以大膽的測量遙遠的星辰了

宇宙年齡不到150億年,為什麼能看到200億光年前的星象? 10

3樓:匿名使用者

觀測到的最遠的類星體是137億光年。就算我們的宇宙是150億年前大**形式,也不能否定150億光年外的世界存在,宇宙模型很多,最新的理論:可視宇宙外還有暗宇宙,其質量可能大大於可視宇宙。

也許現在的宇宙的超光速現象不存在成立,但不能代表著宇宙**初期的那種極致狀態下的超超超。。。光速存在,至少大**理論有這方面的描述。

樓主說看見200億光年外的天體,**看來的。。。大**理論基本上否認這種情況的存在,但是我們並不是宇宙的中心吧,按150億年的年齡看,可以傻傻得(對不對不論)出結論,可視宇宙的直徑達到300億光年了。。。可能存在那麼遠的天體,但看不到

4樓:匿名使用者

200億光年。。。

也有這個可能性吧,那些星球超光速度運動,回到了過去。

5樓:

有可能是來自另一個宇宙或宇宙單元的。

6樓:匿名使用者

概念混亂是頭豬 哈哈

7樓:匿名使用者

宇宙的確切年齡誰也不知道,根據目前的哈勃常數計算,大約在150億年。如果宇宙就150億歲的話,我們當然只能看到據我們150億光年之內的星系了,如果能看到150以光年處的景象的話就是大**初期的景象。可惜我們是看不到那麼遠的,光子在傳播了那麼多年後會發生衰變,變成什麼我就不知道了。

8樓:千結萬解

我認為科學家說的「宇宙」只是個星系,,,在離「宇宙」著個星系以外還有更多與同等的星系。也許他們早就型成了和我們這個「宇宙」一樣的星系,也許他們保持著和我們著個「宇宙」還沒**時的形態,也許它們正在**。

生態萬物是難以預料的,宇宙的奧妙是難以鑄模的。

9樓:腦細胞罐頭

到目前為止,根本沒有觀測表明有星系距離我們200億光年以上.最遠的130億光年左右.

目前人類可觀測到的最遠天體,距離地球約為多少A

當下可以觀測的最遠天體 於哈勃超深場,接近可觀測宇宙的邊緣,距離大約是133億光年。這些遙遠的天體在宇宙誕生僅僅幾億年,那批剛剛形成的星系又被稱為宇宙中的第一術光。哈勃太空望遠鏡新抄近觀測襲到一個神祕天體,這可能把人類帶入更深遂的未知宇宙空間。天文學家根據天體發生的紅移現象判斷它和地球的距離,紅移越...

人類觀測的宇宙

說得簡單容易理解的吧,就不用什麼紅移這些複雜的東西.人是通過眼睛去看物體的,當物體的光進入到我們的眼睛,我們就看到它.現在我們大概可以觀測到130億光年的深空,意思就是 現在我們看到了130億年前的光,這些光飛了130億年才到達的我們的地球.就是說,現在我們看到的130億年前的景象.以上是簡單易懂的...

人類觀測宇宙有意義嗎

您好樓主 關於您的第一句 宇宙離地球近的都幾萬光年 遠的幾億光年,幾十億光年。有誤,我們地球就在宇宙中。人類觀測宇宙是很有意義的,人類可以通過日月星辰瞭解宇宙的起源,幾十億年前的星星被我們看到了,那麼我們就可以進一步推測出宇宙的起源來滿足大家的好奇心。而且通過了解宇宙也可以豐富和方便我們的生活,我們...