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通过望远镜，能看到银河系的过去吗？

来源：科普中国

这里说的光时等效性并非一个严谨的科学术语，是时空通讯自己对科学的一种理解，内容是

严谨符合科学常识的，就是光速和时间有一个正比例关系，光速乘以时间等于距离。

这个理解包括如下推演：

光速是宇宙中最快的速度，真空光速的准确值为每秒299792468米，一般采用每秒30万千米；而人眼看到的任何物体都是依靠光传递到视网膜的，这些光有光源的光，也有反射、折射、衍射、散射的光，不管什么光，其速度都是每秒约30万千米。

各种各样的光将物体本身的样子刻画出来，然后以光速传递到人们的视网膜上，我们才能看到物体。因此，物体距离越远，传播过来的时间就越长；距离越短，传播的时间就越短。这就是我说的光时等效性。

而根据我们看到的物体需要多长的传递时间，就可以测算出物体与我们的距离；或者说知道了物体的距离，就能够知道传递过来多少时间。这就是我们看物体产生的延迟性，由此可以推演出时距等效（时间与距离等效）。

所谓看到物体的延迟性，就是我们看到的任何物体都不是即时的样子，而是过去时的样子。比如看到距离自己100米的任何物体，都是300万分之一秒前的样子；月球距离我们平均38.44万千米，看到的就永远是1秒多钟前的样子；太阳距离我们1.5亿千米，看到的就永远是8分钟前的样子。

在宇宙观测中，使用的尺度单位一般为光年。光年，就是真空光速持续运行一年的长度，科学界计算光年采用儒略年，一年为365.25天，也就是31557600秒，这样一光年尺度就为9460730472580800米，一般采用9.46万亿千米。

因此，我们看到的天体距离多少光年，光将这个天体形象传递到我们眼中走了多少年，因此我们看到的天体只能是多少年前的样子。这样就引申出了一个问题，我们能够看到许多星系的过去，能够看到我们银河系的过去吗？

我想，根据现有理论是有这个可能的

现在的哈勃望远镜看到了一个距离我们134亿光年的星系，编号为GN-z11。这个星系是宇宙大爆炸仅4亿年的星系，这种星系是属于婴儿期星系，大小约为银河系的1/25，质量只有银河系的1%。

银河系也已经有134亿年的寿命，和GN-z11星系应该出生在差不多年代，那么在人们看到134亿年前的这批婴儿星系中，是否有银河系的身影呢？因为望远镜如果能够看到那个年代生成的所有古老星系，理论上银河系也应该在其中。

比哈勃望远镜更强大的韦伯望远镜已经发射了，据称可以将遥远的天体再拉近4亿光年，也就是说可以看到138亿光年距离的天体，那时候距离宇宙大爆炸才2千万光年，星系可能还没有出现，在那片混沌的星云中，银河系当然包括其中。

因此我认为，理论上只要望远镜看得足够远，根据光时等效和时距等效原理，以及观测的延时性原理，是能够看到银河系的过去的。而且当科技发展到一定水平，人类的观测能力大大提升时，可以观测到银河系从诞生到一路演化的所有过程。

研究认为，银河系在110亿年前，曾经与一个被称为盖亚·恩克拉多斯香肠的星系碰撞融合，才成为今天这么大的星系，碰撞融合过程，加快了恒星的形成，这个过程到80亿年前结束。如果观测到这个过程，是多么的激动人心啊。

宇宙大爆炸后，曾有一段黑暗时期。

科学界公认的标准宇宙模型认为，宇宙大爆炸发生在138.2亿年前，大爆炸开始时，由于极高的温度和密度，光子（电磁波）都无法溢出，而人类现在是依靠光来观测世界的，没有光就什么也看不到，因此，这段时期的宇宙是不透明的，被称为黑暗时代。

一直到38万年后，宇宙膨胀到足够大，温度下降到3000度左右，中性原子才开始形成，电磁波和光子才得以退耦而出，宇宙才变得透明起来，成为可观测。

因此，宇宙的第一缕光是大爆炸后38万年后发出的，现在已经发现无处不在的宇宙微波背景辐射，就是那时候留下的宇宙大爆炸余烬。那个时候，原子刚刚诞生，宇宙中只有最简单最轻的几种原子，包括氢原子和氦原子，还有极少量的锂，正是这些原子在引力作用下渐渐凝聚，才逐渐形成了星云，星云的不断收缩，渐渐形成了星系和恒星。

如果韦伯望远镜能够看到宇宙第一缕光发出的时候，这时候所有星系还没有孕育，宇宙所有天体和物质都包含在这些混沌的星云里，银河系当然也在其中。这时候的宇宙，才是真正的婴儿宇宙。

所以，从这个意义上来说，只要能看到这个时期的宇宙，银河系的影子当然包含其中，这就是银河系的过去，想不看都不行。那么，宇宙大爆炸后到38万年这段黑暗历史，就真的永远不见天日吗？人类还有可能揭开这个黑幕吗？

引力波的发现，为揭开这段黑幕提供了可能。

标准宇宙模型认为，引力是宇宙大爆炸后最早出现的基本力，在普朗克时间就出现了。普朗克时间就是大爆炸后的10^-43秒，就是大爆炸开始的1000亿亿亿亿亿分之一秒，这时候的宇宙已经从量子涨落背景中出现，但只有普朗克尺度。

普朗克尺度约为1.6*10^-35米，就是100亿亿亿亿分之一米；这时的宇宙密度达到每立方厘米10^94克，温度也是普朗克温度，约为10^32度。但这时作为传递引力相互作用的引力子已经分离出来独立存在了，万有引力已经出现。

爱因斯坦早就预言引力波的存在，2016年科学家们首次发现了并探测到了引力波，由此，开启了宇宙探测新时代。科学家们认为，通过引力波探测，有可能会了解宇宙大爆炸开始到38万年之间这段黑暗时期的状况。

这就说明，引力波可以弥补人类眼睛看不到的缺憾。人类将来很可能会通过引力波间接看到宇宙大爆炸开始的那一刻，以及暴涨过程和38万年之间的各种事件。到了那时，人类就能够了解我们宇宙从诞生到现在整个演化过程，以及期间发生的各种重大事件。

在宇宙这个大背景下，银河系当然也不例外。根据光时等效和时距等效原理，理论上我们不但可以看到银河系的过去，还可以看到太阳和地球的诞生和演化过程。虽然现在还做不到，但我相信未来能够做到。你说呢？欢迎讨论，感谢阅读。

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关键词： 宇宙大爆炸 能够看到 我们看到

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