Er lyset vi ser fra stjerner ekstremt gammelt?

Ja, Lysets hastighet i vakuum (eller c ) er 299 792 458 m / s og en lysår er avstanden lyset går i ett juliansk år (365,25 dager), som kommer ut som 9.4605284 × 10 ¹⁵ meter. Siden c er den maksimale hastigheten som all energi, materie og informasjon i universet kan bevege seg på, er det den universelle fysiske konstanten som lysåret ( ly ) som en av de astronomiske lengdeenhetene er basert.

Det betyr at synlig lys som elektromagnetisk stråling ikke kan bevege seg raskere enn c og i løpet av et juliansk år kan den krysse en maksimal avstand på

d = t * c

d er avstand i meter

t tid i sekunder

c lysets hastighet i vakuum i meter per sekund

Hvis vi beregner denne avstanden for et 4.243 ly fjernt objekt, kommer det ut som 4.243 * 365.25 * 86,400 s * 299,792,458 m * sˉ¹ eller nøyaktig 40,141,879,395,160,334,4 meter (omtrent 40 billioner kilometer eller 25 billioner miles).

Det er avstand lyset har reist siden det sist ble reflektert av (eller i vårt tilfelle utgitt fra, siden Proxima Centauri er en rød dverg stjerne) overflaten o f et himmelobjekt som skal være 4.243 juliansk år senere synlig på vårt observasjonspunkt, i dette tilfellet vår planet Jorden hvorfra avstanden til Proxima Centauri du siterte ble målt.

Jo kraftigere teleskopet er, jo lenger inn i fortiden kan vi se fordi lyset er mye eldre! Dette blir det samme uavhengig av avstanden til objektet du observerer, men astronomi er spesielt pent i denne forbindelse, og vi kan observere objekter som er så fjerne at vi ser dem fra den tiden de fremdeles ble dannet.

For ytterligere lesing på andre enheter som brukes til å måle objekter langt unna, kan du være interessert i å lese dette spørsmålet på parsec.

Kommentarer

• Så når vi ser på nattehimmelen ser vi på fortiden. La ‘ si en av stjernene vi ser på himmelen gikk supernova og er ikke der lenger og la ‘ s si at denne supernovaen var ‘ liten ‘ og kunne ‘ bare blitt sett hvis du var bokstavelig talt ved siden av stjernen. La ‘ s si at denne stjernen er omtrent 4-årig borte. Så om 4 år ser vi ikke stjernen lenger, ikke sant?
• @NuWin Ikke noe slikt som en supernova så liten. Om fire år vil du se supernovaen (etter at lyset allerede har reist i fire år fra perspektivet til en observatør på jorden) som gradvis vil falme til det ‘ ikke lenger er synlig for det blotte øye. Også ville alle dø.

Et dypere svar er «ja og nei». I referanserammen for selve lyset er reisen fra Proxima til her øyeblikkelig. I vår referanseramme tar det fire år – alt dette er bundet av relativitet og romtidens natur.

Men i hverdagslig forstand ser vi virkelig tilbake i tid på lys fra stjernene. p>

Kommentarer

• » I selve lysets referanseramme er reisen fra Proxima til her øyeblikkelig . » Kan du utvide det med en eller annen forklaring?
• Generelt er realitetstid og tid en del av en enkelt » romtid » og hvis et objekt reiser gjennom romtiden med lysets hastighet, så opplever det ikke tid. Denne no.wikipedia.org / wiki / World_line kan hjelpe, selv om det i likhet med mange Wikipedia-artikler om vitenskap ikke ‘ ikke tar mange fanger når det gjelder å introdusere et emne.
• Det blir rart (på en måte som genererer en relativ relativ relativitet) når du tenker på fotonets ‘ perspektiv. Fotonen sendes ut av stjernen og mottas øyet øyeblikkelig. I reell forstand kunne ikke fotonet ha blitt sendt ut med mindre » universet visste » (eller » strukturert slik … «) at øyet ditt ville være der for å se på det akkurat i det øyeblikket du så på det. Hvert foton må ha både en begynnelse og en slutt » allerede på plass «. Så et univers med bare en enkelt stjerne kunne ikke sende ut fotoner fordi det ikke ville være noe å motta dem.

Egentlig er ikke lyset som treffer oss fra Proxima Centauri, 4.243 år gammelt. Kanskje noen av fotonene som ankom hit ble opprettet i fotosfæren til Proxima. Men noen av dem vil ha blitt opprettet i sentrum av stjernen, og disse fotonene kan ta mange år å komme frem til fotosfæren, der de deretter «sendes ut».

For vår sol er det skrevet (i Wikipedia sin artikkel om vår sol ):

» Gamma-strålene (højenergifotoner) som frigjøres i fusjonsreaksjoner, absorberes i bare noen få millimeter solplasma og sendes deretter ut igjen i tilfeldig retning og med litt lavere energi. Derfor tar det lang tid for stråling å nå solens overflate. Anslag for fotonets reisetid mellom 10 000 og 170 000 år. «

Tilsvarende kan mange av fotonene som kommer fra Proxima være mange titusenvis av år gamle. Reisetiden deres fra Proximas fotosfære er bare en liten del av deres reise til jorden.

Kommentarer

• Jeg synes dette er nyttig og interessant å nevne (+1), men denne typen ‘ tilfeldig gange ‘ idealisering slår meg som mer enn litt rart og misvisende. Det ‘ er vanskelig å gi mening om påstanden om at noe foton i nærheten av fotosfæren faktisk er det » det samme » foton produserer nær kjernen i en fjern fortid, siden fotonummer ikke er konservert drastisk under absorpsjon / utslippsprosessen. På baksiden, siden fotoner er identiske på en måte sterkere enn noen klassiske gjenstander kan være, skillet mellom » samme fotoner » vs » forskjellige fotoner » er ikke ‘ t veldig meningsfullt i utgangspunktet.
• Ja, @StanLiou, dette er en finurlighet, men som du sier, i det minste litt interessant. Når det gjelder » samme » vs » forskjellige » fotoner, vel, det er mange mysterier i universet, og dette er en av dem.
• Man kunne også snakke om lysfotoner som reiste tusenvis av år fra en annen stjerne før de traff Proxima Centauri og deretter sendes ut mot planeten vår. Men jeg tror ikke ‘ ikke slike slike slynger av fotoner før utslipp mot jorden har noe med OP å gjøre.
• Nei, jeg virkelig ikke ‘ er ikke enig. De fotonene som absorberes og slippes ut igjen, er egentlig ikke de samme fotonene. De har forskjellige energier og en annen (tilfeldig) retning. Du kan si at energien som sendes ut fra stjernen ‘ kjernen tar 100.000 år å komme til fotosfæren, men ikke fotonene.
• Feil. Fotonene som kommer til jorden sendes ut (per definisjon) fra fotosfæren. Fotonene som sendes ut i kjernen er harde røntgenstråler med gjennomsnittlige frie baner på mm.

Alt lys vi ser er fra fortiden. Lyset fra en lyspære på 3 meters avstand kommer 10 ns etter at den lot pæren ligge i øynene dine. For korte avstander er forsinkelsen ubetydelig (10 ns er 10 milliarddeler av et sekund), men på astronomisk skala blir den betydelig. Lys fra solen tar 8 minutter og 20 sekunder å nå jorden, så når vi ser solen, er det solen som den var for 8 minutter siden. Hvis solen plutselig ville dø, ville vi ikke legge merke til det i 8 minutter. p>

Det samme gjelder andre stjerner i Galaxy. Lyset fra en stjerne ved 4 lysår tar 4 år å nå oss; det er definisjonen av et lysår.

Man kan gjøre følgende sammenligning: antar at det er en by 100 bilår fra hvor du bor.Det betyr at det tar en bil 100 år å nå deg. Når en bil fra byen når deg i dag, gikk den i 1914. Den vil ikke være en sedan fra 2010, men en Ford T. Når bilen ankommer, ser du 100 år tidligere.

Dette å se på historie er veldig praktisk for kosmologer. Du vil vite hvordan galakser så ut for 13,5 milliarder år siden, da universet fremdeles var ungt? Vel, se etter lys som har vært i gang for den tiden. Den forlot galaksen under undersøkelse for 13,5 milliarder år siden og viser deg hvordan den galaksen så ut på den tiden. Den forteller deg ikke noe om den nåværende tilstanden til den. Det kan ha kollidert med en annen galakse eller absorbert av et svart hull. Det er ingen måte å vite annet enn å vente i 13,5 milliarder år til lyset som sendes ut nå, vil nå oss.

En annen interessant ting å observere fra den fjerne fortiden er den kosmiske mikrobølgebakgrunnsstrålingen (CMB). Det er strålingen fra Big Bang, som har pågått i 13,8 milliarder år. Naturligvis er Big Bang i dag historie, men takket være den «begrensede» lyshastigheten er denne historien kontinuerlig i gang for oss.

rediger
Skriv inn relativitet. Så vi sier at lyset fra Proxima Centauri har vært i gang i 4,2 år, men bare fra vårt synspunkt . Når objekter kommer nærmere lysets hastighet, reduseres tiden deres, og til slutt når du når lyshastigheten, vil tiden stoppe helt. Nå reiser fotoner med lysets hastighet, så for dem er tiden stille. Fra fotonets synspunkt reiser den hele avstanden fra Proxima Centauri til jorden øyeblikkelig : den kommer til jorden samtidig som den forlater Proxima Centauri! (Du kan ikke gjøre dette med gjenstander som har masse.)

Å reise med lett hastighet har implikasjoner for begge rom og tid. I tillegg til ingen opplevelse av tid, oppfatter fotoner ikke noe rom i retning av reisen. Dermed dekker deres «øyeblikkelige» romfart null avstand. Med andre ord, hver foton oppfatter øyeeplet ditt som skal festes til fotosfæren til Alpha Centauri, og gir dermed veldig kort reisetid …

Kommentarer

• Så … i referanserammen for fotonet, det gikk ingen steder, øyeblikkelig. Likevel snakker du om fotoner og » deres reise » – men tilsynelatende var det ingen reiser og kan ALDRI VÆRE hvilken som helst reise. Hva betyr det for eksisterer ‘ nøyaktig 0 ganger? Det høres ut som du ‘ sier i referanserammen for fotoner, fotoner eksisterer ikke ‘.