既然光速最快,那天文學家是怎樣知道星系在百億光年外的

2022-03-14 11:01:11 字數 4438 閱讀 9479

1樓:

每當發現新的天體或者天文事件時,天文學家總會告訴我們這個天體離地球有多少光年。既然光速是已知最快的速度,那麼,天文學家如何在短時間內知道天體離地球有多少千光年,多少百萬光年,甚至多少億光年呢?

對於遙遠的太陽系外天體,我們不可能向那些天體發射光,比如無線電波,然後等待光反射回來,再通過時間差來算出天體的距離。因為光速是有限的,天體離地球又非常遙遠,我們在時間上等不起。而且人類也無法發出功率非常高的光,我們不可能測到被反射回來的極其微弱的光。

事實上,由於天體能夠發出光,當這些光跨越星際空間來到地球上時,我們通過接收這些光就能測出天體的距離,不管它們離地球有多遠。

對於距離地球幾百光年的恆星,可以通過三角視差法來測量。想象一下,伸出一隻手到眼睛的正前方,並且豎起一根手指頭,然後分別單獨用左眼和右眼來觀測手指頭。可以看到,兩隻眼睛看到的手指頭方位是不一樣的,手指頭相對於背景發生了移動,這就是視差。

同樣的道理,當地球分別處於太陽兩側時,我們時隔半年來觀測同一顆恆星,就會發現它相對於背景星空的位置發生了變化。只要測出視差角,再根據日地距離和三角函式,就能算出恆星與地球的距離。

另外,對於處在主序星階段的恆星,可以根據光譜分析來確定它們的距離。宇宙中還有特殊的造父變星,它們的光度變化具有週期性,並且能夠與距離相聯絡上。通過造父變星這種「量天尺」,甚至還能夠測出河外星系的距離,當年仙女座星系就是這樣被哈勃首次確定為河外星系。

對於那些數億光年外的星系,需要通過非常特殊的ia型超新星來測量距離。而那些遠在數十億甚至上百億光年之外的星系,只有通過哈勃紅移法才能測出來。因為宇宙空間在均勻膨脹,通過星系光譜的紅移值可以確定它們的退行速度,再由哈勃定律可以算出距離。

通過哈勃紅移法,天文學家確定了最遠星系gn-z11的距離可達134億光年,這意味著我們現在接收到的光是這個星系在134億年前發出的。因為光在1年的時間裡傳播1光年的距離,所以只要知道距離,就能知道光是什麼時候發出的。

不過,對於遙遠的星系,由於空間膨脹導致它們的退行速度非常快,有些甚至超過光速,它們現在早就不在當年發出光的位置。例如,gn-z11星系經過134億年的退行,目前已經運動到了320億光年之外。

2樓:adhas獅子

有三角形法則和光譜光度法。如果距離很遠的,採用光譜光度法,就是利用超新星**作為燭光對比,再根據光譜就可以判定恆星的距離。

3樓:來自龍昌峽真摯的比目魚

百億年前的光飛到地球上空,被科學家捕捉到。科學家就能發現在那個地方,百億年前有一個這樣的星系。

4樓:情感專家小陳老師

因為天文學家通過各種科學**和衛星觀測到的現象推測出來的。天文學家用他們的智慧計算出了光速的速度。

天文學家是如何看到百億光年以外宇宙的?難道天文望遠鏡在百億光年前就造出來

5樓:怪味阿丹

光是從100億年前從那裡發出的,經過百億年的旅行到達地球,我們才能看到,你現在看到的夜空,是很久以前的樣子,現在你看到的星星,可能早就不在了,。就像,光從太陽到地球要4分鐘,你看到的,是4分鐘前的太陽

宇宙速度最快的是光,為什麼哈勃望遠鏡如何測出幾百光年的星系距離的?

6樓:匿名使用者

不同的天體距離要有不同的方法,摘抄如下:

天體測量方法

2.2.2光譜在天文研究中的應用

7樓:x哈利波特大

光走了幾百年的時間,被望遠鏡看見,時間*速度=位移

一光年表示光走一年的距離是多少

根據光譜分析能知道光大約成生了多久,也就是光走的時間

8樓:匿名使用者

蟲洞可以到那麼遠,那又為什麼?

兩百億光年外的星系是如何觀測的?

9樓:cc吃飽了嗎

樓上朋友你去解釋什麼是光年幹嘛

三角視差法

測量天體之間的距離可不是一件容易的事。 天文學家把需要測量的天體按遠近不同分成好幾個等級。離我們比較近的天體,它們離我們最遠不超過100光年(1光年=9.

461012千米),天文學家用三角視差法測量它們的距離。三角視差法是把被測的那個天體置於一個特大三角形的頂點,地球繞太陽公轉的軌道直徑的兩端是這個三角形的另外二個頂點,通過測量地球到那個天體的視角,再用到已知的地球繞太陽公轉軌道的直徑,依靠三角公式就能推算出那個天體到我們的距離了。稍遠一點的天體我們無法用三角視差法測量它和地球之間的距離,因為在地球上再也不能精確地測定他它們的視差了。

移動星團法

這時我們要用運動學的方法來測量距離,運動學的方法在天文學中也叫移動星團法,根據它們的運動速度來確定距離。不過在用運動學方法時還必須假定移動星團中所有的恆星是以相等和平行的速度在銀河系中移動的。在銀河系之外的天體,運動學的方法也不能測定它們與地球之間的距離。

造父視差法(標準燭光法)

物理學中有一個關於光度、亮度和距離關係的公式。s∝l0/r2

測量出天體的光度l0和亮度s,然後利用這個公式就知道天體的距離r。光度和亮度的含義是不一樣的,亮度是指我們所看到的發光體有多亮,這是我們在地球上可直接測量的。光度是指發光物體本身的發光本領,關鍵是設法知道它就能得到距離。

天文學家勒維特發現「造父變星」,它們的光變週期與光度之間存在著確定的關係。於是可以通過測量它的光變週期來定出廣度,再求出距離。如果銀河系外的星系中有顆造父變星,那麼我們就可以知道這個星系與我們之間的距離了。

那些連其中有沒有造父變星都無法觀測到的更遙遠星系,當然要另外想辦法。

三角視差法和造父視差法是最常用的兩種測距方法,前一支的尺度是幾百光年,後一支是幾百萬光年。在中間地帶則使用統計方法和間接方法。最大的量天尺是哈勃定律方法,尺度達100億光年數量級。

哈勃定律方法

2023年哈勃(edwin hubble)對河外星系的視向速度與距離的關係進行了研究。當時只有46個河外星系的視向速度可以利用,而其中僅有24個有推算出的距離,哈勃得出了視向速度與距離之間大致的線性正比關係。現代精確觀測已證實這種線性正比關係

v = h0×d

其中v為退行速度,d為星系距離,h0=100h0km.s-1mpc(h0的值為0

利用哈勃定律,可以先測得紅移δν/ν通過多普勒效應δν/ν=v/c求出v,再求出d。

哈勃定律揭示宇宙是在不斷膨脹的。這種膨脹是一種全空間的均勻膨脹。因此,在任何一點的觀測者都會看到完全一樣的膨脹,從任何一個星系來看,一切星系都以它為中心向四面散開,越遠的星系間彼此散開的速度越大。

10樓:郝菲爾慪氣

現在所觀察的星系最遠也沒有超過200億光年(注意!!!是以地球為中心向四周觀察,離地球最遠的星系大約在100億光年左右)而且它是以紅移藍移來推算星系距離的,至於宇宙什麼時候誕生的現在也沒有確切數字,科學家說的不一定就是對的,那是他們自己的推測而已

11樓:匿名使用者

1. 兩百億光年的測算標準至今還有爭論。星系距離一般都是按照哈勃定理從紅移算出退行速度,然後再算出星系距離。

這就可能產生誤差。哈勃常數到底是多少也是各有差異。因此那些星系究竟有多遠僅僅是個推測值。

所以科學界並沒有據此作出結論。即使真的有兩百億光年,那就把大**推前幾十億年吧。

2. 大**理論也不是完善的。大**開始後的暴脹理論就有多種說法。**及暴脹期是宇宙的特殊階段,是不適用相對論的。那時光速不是限制,物體運動不是現階段物理理論所能解釋的。

12樓:匿名使用者

推測只是根據廣譜原理分析計算出來的結果~

並不是確切年數~

只可大概那麼理解~

到底宇宙有多大,沒人下結論,即使下了,估計也沒多人會相信~

13樓:匿名使用者

發揮你的想像力,唯有想像力能突破時間和空間的束縛!

14樓:

你的問題很經典,現在權威的宇宙年齡是137億年,由於類星體的誤差比宇宙本身還大,所以膨脹理論有失誤,

科學家是怎麼探測到幾億光年以外的星體的?

15樓:墨汁諾

首先要知道"光年"這的單位是個距離單位,x光年距離的星體發的光,以光的傳播速度經過x年後,被探測到 是該星球當時發這光時候的狀態,也就是x年前的狀態了,不代表它現在的狀態。

只要發光能力強,距離不是問題。況且我們的天文照相術也能通過長時間**而主觀的增加天體亮度,一些原本距離太遠、太暗而看不見的天體就能看見了。

是因為幾百光年甚至幾億光年外的星體發出的光(或其它電磁波、射線),在宇宙中穿行了億萬年後,到達了地球,被科學家所接收到。看到的其實是這些星體億萬年前的樣子,至於它們現在的樣子,是無法得知的。

16樓:匿名使用者

應該不會是探測的 ~ 而是分析 ! 目前探測到的 據我所知之後 月亮 和 火星~

17樓:匿名使用者

因為我們看見的都是幾億年前發生的事了 光跑到地球了 就像我們看見的太陽都是8分鐘前的太陽

天文學家怎麼觀測到的銀河系,天文學家是如何推算出銀河系內黑洞的數量的?

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