宇宙萬物都是假的嗎?人類看到的星空,其實是過去的「幻象」

2024-05-04     魅力科學君

原標題:宇宙萬物都是假的嗎?人類看到的星空,其實是過去的「幻象」

當我們看到某一個物體時,其實是我們的眼睛感受到了來自這個物體的光線,由於光的速度是有限的(大約為每秒30萬公里),因此我們看到的任何一個物體,其實都是它們過去的「幻象」,例如當我們看到一個距離我們3米遠的物體時,其實是看到了它在大約0.00000001秒前的樣子,而它當前這一刻是什麼樣子,我們則需要0.00000001秒後才能知道。

在日常生活中,這種延遲極為微小,以至於我們完全感受不到,但如果我們把眼光放到浩瀚的星空,情況卻不一樣了。

我們在夜空中看到的星星,其中絕大部分都是恆星,它們與我們的距離通常都是以光年計,而我們都知道,1光年就是光在宇宙真空中直線前進1年的距離,這就意味著,我們看到的那些恆星,其實都是它們在若干年前的樣子,比如說夜空中最亮的恆星——天狼星,就位於大約8.6光年之外,所以我們看到的,其實是大約8.6年前的天狼星。

隨著距離的增加,這種情況也會變得越來越離譜,例如在觀測條件良好的情況下,我們僅憑肉眼就可以看到本星系群中最大的星系——仙女座星系,而它距離我們大約有254萬光年,也就是說,我們看到的,其實是這個星系在大約254萬年前的樣子。

在望遠鏡的幫助下,我們還可以在宇宙中看得更遠,甚至可以看到130多億光年外(光行距離)的遙遠星系,在我們看來,這些星系仍然是它們在早期宇宙中的樣子……

從這方面來講,我們似乎可以認為,人類看到的星空,其實是過去的「幻象」,因為星空中的那些天體所發出的光線都需要一定的時間才能抵達地球,距離越遠,其需要的時間就越久,所以在我們看來,這些天體的樣子就與它們當前的實際情況有所不同。

我們甚至還可以合理地推測出,在它們之中,有一些遙遠的天體早已在宇宙中消亡了,但現在的我們仍然可以看到這些天體在過去的「幻象」。

這就不免會令人困惑,難道宇宙萬物都是假的嗎?答案當然是否定的,儘管我們看到的宇宙萬物,都是它們在過去時的「幻象」,但它們所包含的信息卻不是假的,而是真實的,只不過這種真實性存在於不同的時間點罷了。

需要知道的是,對於人類來講,這種情況既有「壞處」也有「好處」。「壞處」就是,這會讓人類無法即時地知道宇宙中的各種信息,例如在獵戶座方向,距離我們大約640光年的位置上,有一顆體積巨大的恆星——「參宿四」。

觀測數據表明,這顆恆星早已步入「暮年」,根據已知的恆星演化模型,它隨時都有可能發生一種威力巨大的爆炸——「超新星爆發」。

然而由於光速的限制,我們觀測到的,其實大約是640年前「參宿四」,這也就意味著,我們根本觀測不到這顆恆星現在到底「炸」了沒有,因為即使它現在已經「炸」了,我們也要大約640年之後才能知道。

「好處」則是,這種情況可以讓人類有機會了解到宇宙萬物在過去時的樣子,由於距離越遠的宇宙空間,在我們看來就越古老,因此通過觀測不同距離的宇宙空間,我們就可以知道宇宙在過去不同階段是什麼狀態。

如此一來,浩瀚的星空在我們眼中就好像是一個極為龐大的「時間博物館」,通過對過去的「幻象」進行觀測和研究,我們就可以了解到宇宙萬物的起源和演化,甚至還可以從中發現一些原本不會注意到的宇宙秘密。

舉個例子,在過去的很長一段時間裡,科學家們都認為宇宙的膨脹會越來越慢,原因很簡單,那就是引力的作用,因為引力是長程力,所以在整體上來講,宇宙本身的引力會讓宇宙的膨脹會越來越慢。

當時的科學界普遍認為,宇宙膨脹的速度會決定宇宙未來的演化進程,具體來講,這可以分為兩種情況,第一種情況是,如果宇宙膨脹的速度達到或超過了一個臨界值,那宇宙就會一直膨脹下去,只不過膨脹的速度會越來越慢;第二種情況是,如果宇宙膨脹的速度低於這個臨界值,那在未來的某一時刻,宇宙就會停止膨脹,然後在引力的作用下不斷收縮,並最終收縮成「奇點」狀態。

到底會是哪一種情況呢?一個可行的方法就是,通過觀測不同距離的天體的宇宙學紅移,就知道宇宙在過去不同階段的膨脹速度,據此就可以計算出在過去的日子裡,宇宙膨脹速度到底降低了多少,在此基礎上,就可以計算出宇宙整體上的引力,並據此確定宇宙未來的演化會是哪一種情況。

方法是可行的,但由於觀測水平的限制,相關的研究遲遲沒有進展,直到1998年,科學家才首次對其進行了精確地測量,而測量結果卻是令人意外的,因為科學家發現,與過去的宇宙相比,宇宙膨脹的速度並不是之前想像中的那樣越來越慢,而是越來越快,也就是說,有一種強大的能量在驅動著宇宙加速膨脹。

實際上,這種能量就是大名鼎鼎「暗能量」,根據科學家的測算,「暗能量」在宇宙中非常多,占據了宇宙總質能的大約68.3%(其他的是「暗物質」和「普通物質」,分別占宇宙總質能的大約26.8%和4.9%),但遺憾的是,直到現在,我們仍然不清楚這種能量到底是什麼。

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