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人的目光有多快,为啥还能够看到缤纷多彩的世界?

老有人说人的目光超过光速无数倍,果真如此吗?如果这个世界没有光,看看人的眼睛还有光速吗?想到这一点,就会什么都明白了。

人的目光有多快,为啥还能够看到缤纷多彩的世界?

有人提出,既然光速是最快的速度,为啥哈勃望远镜能够一下子就看到130多亿光年以外的星系?这比光速快乐多少倍?而且人眼还能够看到色彩缤纷的世界,这又是什么原因呢?

诸如此类的问题层出不穷,过去已经回答或讨论过多次了,既然还有很多朋友对这个事情很迷惑,就简单再说一下。

首先要弄清楚光年是什么意思。

一般说来,光速是指光在真空中传播的速度,已经成为物理里面的一个基本参数,准确值为c=299792458m/s。在计算物理题时如果不是要求那么精确,一般采用近似值,即每秒约30万千米。光年就是光速移动一年的尺度,记住是“尺度”而不是“时间”,也就是说光速是一个距离尺度,是一把量天尺。

1光年中的年,为了准确把握深空测量数值,采用儒略年为单位,1个儒略年准确的时间为365.25天,是回归年和恒星年的近似值。1个小时3600秒,1天24小时为86400秒,1个儒略年为31557600秒,光速为299792458m/s,这样1光年就是9460730472580800米,如果要求不是十分精确的情况下,一般采用1光年尺度为9.46万亿千米。

人的目光有多快,为啥还能够看到缤纷多彩的世界?

再来说说人眼睛看东西的机制。

首先人眼只能够看到可见光,可见光是电磁波谱中一小段波谱,波段在380nm~760nm之间。整个电磁波谱有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等波段,波段从几千km到10^-28m之间,除了可见光那么一小段,其余的都是不可见光,人类眼睛无法感知,但可以通过仪器接受到。

人眼睛中有感光细胞,是被动的接受可见光的传入。人类看到的一切事物,包括天体、山峦、江河湖海、人类与各种动物,食物与狗屎,都是由于有可见光的存在,通过发射可见光或者反射可见光,进入眼帘的,这些信号在经过人脑的加工处理,就成为我们看到的各种形象。

因此,人类看到远方的恒星和星系,是那些恒星和星系发出的光,经过遥远路途传播到我们视网膜的,不是我们的“眼光”到那里把它们“接过来”的。

人类用望远镜观测远方天体,并不是望远镜发出光去“抓取”这些天体,也是这些天体的光线传播到了我们这里,望远镜的作用只是把远方的物体放大,让我们眼睛很够看到更远更小的目标而已。而射电、射线望远镜,是把人类无法看到的电磁波,也是不可见光,转变成电信号在荧屏上转化成图像,让人们看到,这些不可见光同样是以光速传播到我们这里,我们才能够接收到。

人的目光有多快,为啥还能够看到缤纷多彩的世界?

这样光年就不但是距离尺度,也有了时间的含义。

光在短距离传播,由于其速度太快,人类无法感知。比如我们相隔一米与朋友交流,我们看到这位朋友的形象,就是经过约3亿分之一秒传到我们眼帘的,朋友的样子就是3亿分之一秒前的样子。凭人类神经系统的反应速度,当然无法分辨。

但如果物体距离很远了,就有差别了。因为我们看到的物体形象都是通过光传递过来的,光是有速度的,这样距离我们38.4万千米的月亮,光就要走1秒多钟,我们看到的月亮就是1秒前的月亮;太阳距离我们1.5亿千米,光要走500秒才到我们这里,我们看到的太阳就是8分多钟前的太阳。

同理,通过哈勃望远镜看到130多亿光年远的星系,就是这个星系发出的光走了130多亿年才到达我们这里,我们看到的星系就是130多亿年前的样子。如文头配图是哈勃望远镜通过引力透镜发现的一颗迄今最远距离的恒星,命名为透镜恒星1(LS1),昵称为“伊卡洛斯“,这颗恒星距离我们有90多亿光年,就是说我们看到的这颗恒星是90多亿年前的样子,这种宇宙创世之初形成的大质量恒星,一般寿命都比较短,也许这颗恒星早就毁灭了,但如果是50亿年前就毁灭了,这种毁灭过程还要到50亿年后才会被我们看到。

不管是我们看到的超新星大爆炸还是伽马射线暴之光,它们距离我们多少光年,就是多少年前发生的事情。这就是光年的距离尺度与时间的关系。

现在明白了吧,人眼半点神通也没有,我们只是被动的接受光带给我们的视觉。

人的目光有多快,为啥还能够看到缤纷多彩的世界?

光是有颜色的,所以我们才能够看到色彩缤纷的世界。

可见光是复合光,通过三棱镜可以色散出无数层次的色彩,一般人们把它分为7种颜色,即红橙黄绿青蓝紫,这7种颜色的波段都不同,红光波段最长,紫光波段最短。这些时空通讯在过去回答和文章中都有阐述,这里就不啰嗦了。

每种元素和物体对于不同波长的光吸收率都不一样,这个世界的所有物体都是有各种元素组成,光照到这些物体上面,物体就会有选择的吸收某种波段的光,不吸收某种波段的光,或者对某些波段的光吸收多点少点。吸收掉的人眼睛就看不见了,没有吸收的就反射出来被人眼捕捉到,这些反射出来的各种波段光组合在一起,就呈现给我们色彩缤纷的世界。

人的目光有多快,为啥还能够看到缤纷多彩的世界?

理论上,色彩有无数种组合,但在电脑里,人们采用红、黄、蓝三基色组合,如果电脑是8位rgb色彩模式,则一个r通道有2^8个灰度级,每种颜色有258个层次,这样就可以调制出(258)^3种颜色,也就是16777216种颜色。现在的电脑还有16和32位rgb,这样呈现的色彩层次就更丰富了。

在自然界,光影色彩的种类和层次理论上是无限的。

这些就是光和人眼之间的关系,人们知道了这些内在规律,就能够更好的观测和认识世界,提升人类的文明程度。

谢谢阅读,欢迎讨论。

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