仰望夜空,繁星有亮有暗,这些星光到我们视网膜走了多久?

来源:科普中国

星光到我们视网膜走了多久,要看是哪颗星星。人类肉眼能够看到的星星约6000颗左右,这些星星有远有近,如果把月亮也算上的话,月亮就是最近也是最亮的星星了。理论上太阳也是一颗星星,因为我们看到的星星绝大多数都是太阳一样的恒星,只不过太阳太近了,所以显得特别亮,人们就不把它当作星星而已。

夜空中的星星只有为数很少的几颗是行星。行星虽然很小,本身又不发光,但会反射太阳光,且由于距离我们很近,与恒星距离完全不在一个数量级,因此看起来反而很亮。夜晚除了月亮,天上最亮的几颗星星依次为:金星、木星、火星、水星、天狼星、土星,这里除了天狼星,其余的都是行星。

而我们肉眼能够看到的行星也只有这几颗,它们的亮度视星等分别为:金星-4.6等,木星-2.9等,火星-2.9等,水星-1.9等,天狼星-1.46等,土星-0.4等。这里说一下星等亮度以数值等级划分,数值越小越亮,反之越暗,还有负数,负得越多越亮。人类肉眼能够看到的最暗视星等为6等星。

人类观测到这个世界的一切,都是依赖光。因此我们看到的星星都是由于这颗星星的光传递到了我们视网膜。要知道这些星星的光需要多久能够到达我们的视网膜,就需要知道光运行的速度。现在认定的真空光速精确值为c=299792458m/s,一般不需要太精确时取值每秒30万千米。

在恒星际尺度,由于之间距离太远,普通距离单位很麻烦,因此就有了光年这个单位。在这里,我们需要了解一下光年的概念。

光年是个距离单位,就是光速走一年的距离。在天文学中,一年时间是按照儒略年326.25天计算,1小时3600秒,一天24小时,一个儒略年就是31557600秒,根据光速精确值c=299792458m/s计算,一光年尺度约为9.46万亿千米。

光既然有速度,我们看到的世界就是过去式。人眼是依靠光速来观察世界,因此看到的任何图像就有一个延滞,所延滞的时间就是目标对象发出或者反射的光,传递到我们视网膜所需要的时间。

这样我们看到星星样子就不是即时的样子,而是根据距离光走了多少时间之前的样子。比如太阳距离我们1.5亿千米,光需要走500秒,这样我们看到的太阳就是500秒前的样子,而且永远是500秒前的样子;月球距离我们平均约38.4万千米,光需要走1秒多钟,因此我们看到的月球就永远是1秒多钟前的月球。

实际上,这颗星星距离我们多少光年,光就走了多少年,我们看到的就是这颗星星多少年前的样子。而几颗靠的很近的行星,它们的光走到我们这里不需要多久,如金星距离我们最近时约4200万千米,它反射的阳光到我们这里只需要140秒,我们看到的就是它140秒前的样子;余此类推,火星距离我们最近时约6000万千米,反射的阳光需要走200秒时间;木星距离我们最近时约6.3亿千米,反射的阳光需要走2100秒时间;土星距离我们最近时约12亿千米,反射的阳光需要走4000秒时间。

恒星距离我们都是以光年计,光走的时间就要久很多。人类肉眼能够看得最远的恒星是海山二,距离我们约7500光年。之所以能看到这么远的恒星,是因为海山二很大亮度很高,质量约太阳的120~200倍,亮度是太阳的约500万倍,因此能够被我们看到。其视星等为﹢4.3,但它是一颗演化后期的变星,历史上视星等曾到达-0.8,比土星还要亮。海山二的光传递到我们视网膜需要7500年,因此我们看到海山二就是7500年前的样子。

人类肉眼看到的绝大多数恒星,距离我们都在几十光年到几百光年之间。如北斗七星中的北斗一天枢星距离为124光年,北斗二天璇星距离约79光年,北斗三天机星距离约84光年,北斗四天权星距离约81光年,北斗五玉衡星距离约81光年,北斗六开阳星距离约78光年,北斗七摇光星距离约101光年。

还有比较有名几颗恒星:天狼星是肉眼看到最亮的恒星,距离我们8.6光年;南门二A星是人类肉眼能看到距离我们最近的恒星,约4.3光年;牛郎星约16光年;织女星约25光年;北极星约400光年等。

这些恒星距离我们多少光年,光就要走多少年,我们看到的都是多少年前的样子。

就是这样,欢迎讨论,感谢阅读。

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关键词: 我们看到 人类肉眼 能够看到

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