Er det lys, vi ser fra stjerner, ekstremt gammelt?

Ja, lyshastighed i vakuum (eller c ) er 299.792.458 m / s og en lysår er den afstand, lyset bevæger sig i et Juliansk år (365,25 dage), hvilket kommer ud som 9.4605284 × 10 ¹⁵ meter. Da c er den maksimale hastighed, hvormed al energi, stof og information i universet kan rejse, er det den universelle fysiske konstant, som lysåret ( ly ) hvorpå som en af de astronomiske længdeenheder er baseret.

Det betyder, at synligt lys som elektromagnetisk stråling ikke kan bevæge sig hurtigere end c og i et juliansk år kan det krydse en maksimal afstand på

d = t * c

d er afstand i meter

t tid i sekunder

c lysets hastighed i vakuum i meter pr. sekund

Hvis vi beregner denne afstand for en 4.243 ly fjern genstand, kommer den ud som 4.243 * 365.25 * 86,400 s * 299,792,458 m * sˉ¹ eller nøjagtigt 40,141,879,395,160,334,4 meter (ca. 40 billioner kilometer eller 25 billioner miles).

Det er afstand lyset rejste siden det sidst blev reflekteret af (eller i vores tilfælde udsendt fra, da Proxima Centauri er en rød dværg stjerne) overfladen o f et himmellegeme, der skal være 4.243 julianske år senere synligt på vores observationspunkt, i dette tilfælde vores planet Jorden, hvorfra afstanden til Proxima Centauri, du citerede, blev målt.

Jo mere kraftfuldt teleskopet er, jo længere ind i fortiden kan vi se, fordi lyset er meget ældre! Dette går det samme uanset afstanden til det objekt, du observerer, men astronomi er særlig pæn i denne henseende, og vi kan observere objekter, der er så fjerne, at vi ser dem fra det tidspunkt, hvor de stadig dannede.

For yderligere læsning på andre enheder, der bruges til at måle objekter langt væk, kan du være interesseret i at læse dette spørgsmål på parsec.

Kommentarer

• Så når vi ser på nattehimlen ser vi på fortiden. Lad os ‘ sige en af stjernerne vi ser i himlen gik supernova og er der ikke mere og lad ‘ s sige, at denne supernova var ‘ lille ‘ og kunne ‘ kun set, hvis du bogstaveligt talt var ved siden af stjernen. Lad ‘ s sige, at denne stjerne er omkring 4-årig væk. Så om 4 år kan vi ikke se stjernen mere rigtigt?
• @NuWin Intet som en supernova så lille. Om fire år ville du se supernovaen (efter at lyset allerede har rejst i fire år fra perspektivet af en observatør på Jorden), som gradvist vil falme, indtil det ‘ ikke længere er synligt med det blotte øje. Alle ville også dø.

Et dybere svar er “ja og nej”. I selve lysets referenceramme er rejsen fra Proxima til her øjeblikkelig. I vores referenceramme tager det fire år – dette er alt sammenbundet i relativitet og rumtidens natur.

Men i dagligdagens forstand ser vi virkelig tilbage i tiden på lys fra stjernerne. p>

Kommentarer

• ” I selve lysets referenceramme er rejsen fra Proxima til her øjeblikkelig . ” Kan du udvide det med en eller anden forklaring?
• Generelt er realtivitet rum og tid en del af en enkelt ” rumtid ” og hvis et objekt bevæger sig gennem rumtiden med lysets hastighed, oplever det ikke tid. Denne da.wikipedia.org / wiki / World_line kan hjælpe, selvom det som en masse Wikipedia-artikler om videnskab det ‘ ikke tager mange fanger, når det kommer til at introducere et emne.
• Det bliver underligt (i en hum tromme normal generel relativitet), når man tænker på fotonets ‘ perspektiv. Fotonen udsendes af stjernen og modtages øjeblikkeligt af dit øje. I reel forstand kunne det foton ikke have været udsendt, medmindre ” universet vidste ” (eller ” struktureret sådan … “) at dit øje ville være der for at se på det netop det øjeblik du kiggede på det. Hver foton skal have både en begyndelse og en slutning ” allerede på plads “. Så et univers med kun en enkelt stjerne kunne ikke udsende fotoner, fordi der ikke ville være noget at modtage dem.

Faktisk er lyset, der rammer os fra Proxima Centauri, ikke nødvendigvis 4,243 år gammelt. Måske blev nogle af de fotoner, der ankom her, skabt i Proximas fotosfære. Men nogle af dem vil være skabt i midten af stjernen, og disse fotoner kan tage mange år at nå frem til fotosfæren, hvor de derefter “udsendes”.

For vores sol er det skrevet (i Wikipedias artikel om vores Sun ):

” Gammastrålerne (højenergifotoner), der frigives i fusionsreaktioner, absorberes i kun få millimeter solplasma og udsendes derefter igen i tilfældig retning og ved lidt lavere energi. Derfor tager det lang tid for stråling at nå solens overflade. Estimater for fotonets rejsetidsinterval mellem 10.000 og 170.000 år. “

Tilsvarende kan mange af de fotoner, der ankommer fra Proxima, være mange titusinder af år gamle. Deres rejsetid fra Proximas fotosfære er kun en lille del af deres rejse til Jorden.

Kommentarer

• Jeg synes det er nyttigt og interessant at nævner (+1), men denne type ‘ tilfældig gang ‘ idealisering slår mig som mere end lidt underligt og vildledende. Det ‘ er svært at få meget mening med påstanden om, at ethvert foton i nærheden af fotosfæren faktisk er det ” det samme ” foton producerer nær kernen i en vis fjern fortid, da foton-nummer er drastisk ikke-konserveret under absorptions- / emissionsprocessen. På bagsiden, da fotoner er identiske på en måde stærkere end nogen klassiske objekter kunne være, sondringen mellem ” samme fotoner ” vs ” forskellige fotoner ” er ikke ‘ t meget meningsfuldt i første omgang.
• Ja, @StanLiou, dette er en finurlighed, men som du siger, i det mindste lidt interessant. Med hensyn til ” samme ” vs ” forskellige ” fotoner, ja, der er mange mysterier i universet, og dette er en af dem.
• Man kunne også tale om lysfotoner, der rejste tusinder af år fra en anden stjerne, inden de ramte Proxima Centauri og efterfølgende udsendt mod vores planet. Men jeg tror ikke ‘ at sådanne slynger af fotoner før emission mod jorden har noget at gøre med OP.
• Nej, jeg virkelig ikke ‘ er ikke enig. De fotoner, der absorberes og udsendes igen, er ikke rigtig de samme fotoner. De har forskellige energier og en anden (tilfældig) retning. Du kan sige, at den energi, der udsendes fra stjernen ‘ s kerne, tager 100.000 år at komme til fotosfæren, men ikke fotonerne.
• Forkert. Fotoner, der ankommer til Jorden, udsendes (pr. Definition) fra fotosfæren. De fotoner, der udsendes i kernen, er hårde røntgenstråler med gennemsnitlige frie stier på et mm.

Alt lys, vi ser, er fra fortiden. Lyset fra en pære på 3 meters afstand ankommer 10 ns, efter at den har efterladt pæren i øjet. For korte afstande er denne forsinkelse ubetydelig (10 ns er 10 milliardedels sekund), men i astronomisk skala bliver den signifikant. Lys fra solen tager 8 minutter og 20 sekunder at nå jorden, så når vi ser solen, er det solen, som det var for 8 minutter siden. Hvis solen pludselig ville dø, ville vi ikke bemærke det i 8 minutter. p>

Det samme gælder for andre stjerner i vores Galaxy. Lyset fra en stjerne ved 4 lysår tager 4 år at nå os; det er definitionen på et lysår.

Man kunne lave følgende sammenligning: antag at der er en by 100 bilår fra hvor du bor.Det betyder, at det tager en bil 100 år at nå dig. Når en bil fra den by når dig i dag, forlod den i 1914. Den vil ikke være en sedan i 2010, men en Ford T. Da bilen ankommer, ser du 100 år tidligere.

Dette at kigge ind i historien er meget praktisk for kosmologer. Du vil vide, hvordan galakser så ud for 13,5 milliarder år siden, da universet stadig var ung? Se efter lys, der har været i gang på det tidspunkt. Det forlod galaksen under undersøgelse for 13,5 milliarder år siden og viser dig, hvordan den galakse så ud på det tidspunkt. Den fortæller dig ikke noget om den aktuelle tilstand af den. Det kan have kollideret med en anden galakse eller absorberet af et sort hul. Der er ingen måde at vide andet end at vente yderligere 13,5 milliarder år, indtil det udsendte lys nu når os.

En anden interessant ting at observere fra den fjerne fortid er den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling (CMB). Det er strålingen fra Big Bang, som har været i gang i 13,8 milliarder år. Naturligvis er Big Bang i dag historie, men takket være den “begrænsede” lyshastighed er denne historie konstant i gang for os.

rediger
Indtast relativitet. Så vi siger, at lyset fra Proxima Centauri har været i gang i 4,2 år, men kun fra vores synspunkt . Når objekter nærmer sig lysets hastighed, sænkes deres tid, og i sidste ende når du når lyshastigheden, stopper tiden helt. Nu rejser fotoner med lysets hastighed, så for dem er tiden stille. Fra fotonets synspunkt bevæger den sig hele afstanden fra Proxima Centauri til jorden øjeblikkeligt : det ankommer til jorden på samme tid, som det forlader Proxima Centauri! (Du kan ikke gøre dette med objekter, der har masse.)

At rejse med let hastighed har konsekvenser for begge Ud over ingen oplevelse af tid opfatter fotoner intet rum i retning af deres rejse. Dermed dækker deres “øjeblikkelige” rumrejse nul afstand. Med andre ord, hver foton opfatter dit øjeæble til at blive knyttet til fotosfæren af Alpha Centauri, hvilket giver mulighed for en meget kort rejsetid …

Kommentarer

• Så … i fotonets referenceramme, det gik ingen steder øjeblikkeligt. Alligevel taler du om fotoner og ” deres rejse ” – men tilsyneladende var der ingen rejser og kan ALDRIG VÆRE enhver rejse. Hvad betyder det for findes ‘ i nøjagtigt 0 gang? Det lyder som om du ‘ siger i referencerammen for fotoner, at fotoner ikke findes ‘ t.