天文学家:75亿光年外的伽马射线暴,是人类肉眼见过的最远天体

导语

地球赤道的周长只有4万多公里,而光速的速度是每秒30万公里,人们常说,光速能够绕地球走好几圈,实际上光线从一个端点到另一个端点一秒都走不完一圈,而是能走好几圈,这无疑是一种很直观的感受。

但俗话说,“你的距离,我等不到”,所以在地球生活的日子中,人们怎么可能会体会到光速有限的这一点。

这不像太阳东升西落那样每天都能感受到,人们很难从真实的经验中感知光速的有限性。

但对于天文学家们来说,光速的有限性是一个很现实的存在。

地球离太阳近,离冥王星远,光的传播所需的时间应有尽有,这个时间就是物理规律。

从太阳到地球,光需要8分20秒的时间,这意味着人们观测太阳,看到的是太阳8分20秒之前的样子,而远在75亿光年外的星系,人类能看见的就更是过去的了。
天文学家:75亿光年外的伽马射线暴,是人类肉眼见过的最远天体

2013年,科学家们观测到一颗距离地球75亿光年外的星体迅速亮起,随后又逐渐暗下去,这是一颗伽马射线暴,也是人类肉眼看到的最远的天体。

天文学家:75亿光年外的伽马射线暴,是人类肉眼见过的最远天体

一、计算光速。

光速的确是一个重要的存在,正是因为地球与其他所有高速和远距离的天体之间夹着光速的这一层薄薄的屏障,所以天文学才变成了一门对过去的“考古学”。

这也意味着,在观测到的任何一个天体的时间上,都有着光速的这种滞后。

天文学家们做研究时,都会在这种滞后上进行一定的计算,让观测数据的时间不再是真实的观测时间,而是所获取的这一切的现实时间。

1983年,NIST和USNO这两家世界著名的时间实验室分别制作了一枚“原子钟”,它们都在同一时间标定了一段时间,但这两段时间却相差了0.07纳秒,从那时起,我们就开始时时刻刻在计算全球的时间。

在计算光的传播时间上,也有着比较毫秒的计时仪。

只要得知了时间和距离,所有的计算就可以开始了。

而在测光速上,则是使用了最为精确的计时来完成,就像是使用了一枚一切正常的原子钟,不仅计时准确,还能在计算上给出很多帮助。

光速并不是一个奇怪的数字,它是一个非常规整的数,30万公里/秒,它非常顺溜,非常好计算。

目前为止,科学家们没有发现任何规律能够将光速与其他基本常数,甚至常见的数字联系到一起,这也让它变得尤为特殊。
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根据光速理论,太阳的直射光在8分钟20秒内能够到达地球,而冥王星在太阳公转周期中,距离地球最远,要不这样,就没必要让人们通过太空探测器飞到那么远的地方去寻找他了。

冥王星的最大公转半径是39.5个天王星的半径,也就是59.29个地球的半径。

光在无限远的地方传播,其传播的速度就是太阳公转的时候,传播一个太阳所需的时间,但现实中,太阳和冥王星的距离还是有限的,不是无限远,所以我们还是要通过实际的距离进行加减运算,才可以得出光传播的速度。
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天王星与地球的平均距离是20个地球的半径,这一距离上的光传播所需要时间有19.9分钟,所以人类看到的是太阳上20分钟前的景象。

最为遥远的星系往往都是几十光年到几千光年的距离,这样传播时间就更长了,在样的距离上,天文学家只能通过测距等方法,了解到真实的光速时间。
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在地球周长这个级别上,光速的有限性就非常微弱了,人类根本感受不到,所以人们说光速能绕地球好几圈,更多的是一种引人入胜的说法,而并非对光速有限的认识。

但光从一个天体传播到另一个天体,这就是一个现实的过程,尽管人们感受不到,但它却是天文学上要处理的重要细节。

二、“可超光速”飞行。

尽管光本身的速度是有限的,而且是很快的,但眼下人类的飞行工具速度都是远远落后于光速的,人们飞行到月球上,至今还没有飞行到地球上的“邻居”火星上。

在地球上,人们的移动也是一样,只有物体的移动速度高于光速,人类才有可能看到超光速的现象。

当人们坐在飞机上飞行,从东方飞向西方,就可以看到当地时间变得更早,这就是人们有可能超越光速的现象。

人类一直都有要飞得更快的冲动,但人类的飞行工具目前都还是化学火箭,这种交通工具离到处都是远,无法发挥超光速飞行的优点。

所以现在,要想到处飞,还只有慢慢地飞。

但在太空时代,人类也不能被绊倒,一定会有办法让人类飞得更快的。
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爱因斯坦在20世纪20年代提出的广义相对论,不仅解决了地球与其他天体之间的引力行为,还带来了一大堆飞行趋势。

在文章中,他提出了通过虫洞和曲率驱动等技术,人类有可能超越光速,飞得更快。

之后,科学家们努力验证他的理论,最终发现,这两种技术都是可以实现的,但虫洞需要用上负质量,在爱因斯坦看来,这是不可能的,所以现在人们都在研究曲率驱动技术。

这种技术通过取出太空里的虚无真空,给太空制造重量,从而挤出一段虫洞,通过这个虫洞,飞行物体就可以轻松超越光速,在可行性上是不成问题的。

当然,这两种方法都是很难实现的,但它们的出现,预示着未来人类飞行的风向将会发生改变。
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科技在未来会发生分歧,有可能永远分散,但从目前来看,人类宇航技术有更好的方向,就是设计出更好用的火箭,推动人类到太空更远的地方。

目前,人类宇航技术已经非常成熟,很多飞行技术都得到了应用,但火箭技术仍然是人类到达最远星辰的重要推手,所以人们会继续研究它。

火箭推进技术分为化学引擎和电离引擎,前者是目前人类推进火箭的主要技术,它使用空气和液氧燃料进行推进。

在目前的工艺水平上,人类可能还无法制作更好的技术,但人类不会放弃,很多工程师和科学家都在尝试解决这个问题,并将老旧的化学引擎替换为新科技的电离引擎。

在电离引擎技术上,人们也只有等待更好的科技水平,这也是人类科技的魅力所在。
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但在更远的地方,人类或者会使用想象中的虫洞和曲率驱动技术,但最可能的还是爱因斯坦所提到的空间维度扭曲技术。

这种技术的原理就是扭曲宇宙的时空,制造一种类似于自然的,但不同于自然的引力场,使飞行器在其中前进。

这很像在水里游泳,人们需要不停地在上面蹬腿,让自己前进,而想象中的这种技术,就像是游泳时,地球不仅提供了椭圆形的引力助力,还提供了水波助力的自由水,人们在自由水中不停地漂流,最终到达目的地。
天文学家:75亿光年外的伽马射线暴,是人类肉眼见过的最远天体

这种技术听起来也是非常先进的,但能够与之匹敌的技术也会诞生。

当人类掌握了这项技术,人类空间探索的时代就将到来,到那时,我们也就能去看看那个距离我们75亿光年的伽马射线暴了。
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三、人类肉眼最远看到的天体。

伽马射线暴被天文学家称为GRB,指的是伽马射线暴爆发出的两种射线,一种是伽马射线,另一种是X射线。

伽马射线暴主要爆发于遥远的天体,所以科学家们早就断定它们都是遥远星系内已经爆炸的巨炮。

这种说法被在地球上所发现的伽马射线暴证实了,这些伽马射线暴都距离地球几亿光年,所以天文学家们可以认为,它们都是几亿年前的遥远星系中,恒星爆炸形成的。

在2013年,这颗距离75亿光年的GRB,让人类第一次看到了距离地球如此之远的天体。

在被观测到的半年后,科学家们使用美国天文学家哈勃搜集的数据,用哈勃的望远镜再次观测到了这颗伽马射线暴留下来的伽马射线辐射。

这是一种非常罕见的现象,因为GRB爆发出的伽马射线和X射线都在地球大气层外面的太空中就会被散射,所以它们很难被捕捉到。
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这颗GRB也没有例外,它把爆发的伽马射线辐射能量,都在6个月内释放完了,所以哈勃能观测到的光,只是火花之后的尘埃光。

在观测到这些尘埃光后,科学家们尽力地在其中搜寻伽马射线爆发的光芒,最终发现了这颗伽马射线暴。

这颗GRB只发生了4秒,就把所有的能量都放在外面,到了6个月之后,它的光彻底消失,所以人类再也看不到这种太远太远的超光速天体了。
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这颗GRB让我们记录下75亿年前的光芒,它在人类诞生之前,就已经死了,但我们却可以通过它看到另一个时代的遥远星系。

这种感受好像是回到到过去,5000年前的古埃及,古人在埃及大沙漠中的金字塔上,刻下他们所在的时代的千年光芒,我们如今就可以通过它们看到那个遥远的时代,似乎古人他们就在眼前。

结语

光速是有限的,就像一只大手,将人类的视野拖回去看自己过去的样子,这是科学的魅力,也是神秘的宇宙的魅力。

我们能接触到的所有事物,都是物理规律的产物,包括我们自己,我们所看到的一切,都是过去的状态,这也是人类思考的起点。

是什么让时间变得如此重要?

是什么让时间跨步这么大?

这是众多科学家和普通人都会思考的问题,在伽马射线暴成为75亿年的信使后,这种思考变得更加值得。

在未来,人类或许能够超越光速,到达这种遥远的地方,但在科技没有发展到那一步的时候,我们也不妨看到。

科学家们总是为了我们的未来,不断前行,探索未知,用坚韧的信念和无私的奉献,在人类的探索之路上,不断地创造着奇迹。
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