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我们到底最远能看多远呢？

《大科技》杂志 2020-10-10 浏览124次

人类到过的最远的地方是哪里？珠穆朗玛峰？南极和北极？月球？面对这个问题，你可能已经想到了许多答案。借助望远镜，人类能观测到的地方远到超乎你的想象。

肉眼可见的最远天体

你曾在夜晚的星空下数过星星吗？夜空中有多少颗星星呢？不用望远镜的情况下，人们可以在地球的各个方向找到共9000多颗星星，不过，它们绝大部分就在太阳系的周围，银河系之内，像一圈明亮的灯泡，把地球的夜空笼罩。

我们肉眼能看到的银河系外天体是仙女座星系和三角座星系，它们待在天空的小角落里，如果不仔细观察，你很容易忽略它们的存在，但实际上，它们的个头可不小，直径分别为20万光年和6万光年。

仙女座星系和三角座星系已是人类肉眼可见的最远天体，却仍然是我们的“邻居”，如果没有望远镜，我们的视野将止步于此。

人类观测到的最远距离

2016年，天文学家借助哈勃望远镜、斯皮策太空望远镜发现了一个星体，在照片上，它就像一粒灰尘，天文学家将其放大上万倍后才能勉强看出轮廓。这粒“灰尘”其实是个与地球相距320亿光年的不规则星系，被命名为GN-z11。

GN-z11是迄今为止人们发现的最遥远的天体，也是最古老的星系之一，在宇宙诞生仅4亿年之后就出现了，距今已有134亿年的历史。GN-z11曾经非常活跃，制造出了许多巨型恒星，它的总质量相当于10亿个太阳，大小约为银河系的4%。

人们观测到的最远的星

伊卡洛斯星位于一个旋涡星系中，是人们观测到的最远的单颗恒星。作为一颗蓝色超巨星，它的质量超过太阳的33倍，亮度达到太阳的几十万倍。

通常，人们是无法在这么远的距离上找到单独一颗恒星的，但伊卡洛斯星却很幸运，在它的前方恰好有一个巨大的星系团。这个星系团就像天然的放大镜，会产生一种被称为“引力透镜”的效应，即光线被强大的引力弯曲、聚集，最终被天文望远镜检测到。

要问谁最远？比比谁最“红”

你或许会冒出一个疑问：这些天体都是照片上的一个小点，凭什么就能确定这几个星体就是最远的？

想象一下汽车按着喇叭呼啸而过的声音。当车辆朝你驶来时，鸣笛声的音调会升高；当它逐渐跑远，鸣笛声便越来越低沉，这种现象叫做“多普勒效应”。宇宙中也会出现这种效应，不过发生变化的不是声音，而是光线。

当天体远离我们时，它发出的光线波长会被拉长，使光的颜色变红，即“红移”；当天体接近我们时，光线的波长会缩短，光的颜色变蓝，即“蓝移”。越远的天体远离我们的速度越快，红移就越明显，观察它的红移速度，我们就能算出对应距离。

观测到的星星已毁灭

虽然我们能观测到如此遥远的天体，但它可能早就毁灭了。假设你有个朋友住在非常偏远的地方，他每天通过邮局给你寄一张照片，邮递员要用一个月的时间才能把照片送到你的手上。因此，你每次看到的照片都是他一个月之前拍的，照片到达你家时，也许他现在生病了，或是搬家了，但你并不知道。

遥远的天体就像这个朋友，向地球寄出照片，而照片的载体——光，虽然是全宇宙行动最迅速的邮递员，但在广袤无垠的宇宙中，就连它也要花非常久的时间才能到达地球。即使是太阳，离地球最近的恒星，其光线也需要8分钟才能到达地球。

另一方面，天体的寿命有限，光线到达地球花费的时间常常远超过其存在的时间：伊卡洛斯星的寿命只有几千万年，但它的光用了93亿年才抵达地球。GN-z11星系“寄”来的是320亿年前的照片，当我们收到时，这个星系可能也已经不复存在了。

人类的视野极限

由于天体越远，光就需要越长的时间才能抵达地球，因此，我们看到的星空其实是一本“相册”，上面记录了过去不同时期、不同距离的天体图像。随着距离的推远，星空“相册”会出现越来越多的空白，相册的最后一页写着：距地球465亿光年。这就是我们视野的尽头，无论我们拥有多么强大的观测设备，超出这个距离的宇宙永远都不可能被看到，因为宇宙正在不断膨胀。