一睁眼就能看到几百光年外的星星,说明人眼的速度大于光速吗?

太阳内部无时无刻不在发生着的核聚变,在推动氢元素聚变形成氦元素的同时,向外界释放着巨大的能量,这些能量以电磁波的方式四散到宇宙空间中,虽然地球只能接收到太阳辐射能量总量的22亿分之一,但就是这么低的比例,足以推动地球的发展演化以及地球上各种生物的成长和进化,成为形成地球上生机勃勃景象的直接力量。而我们能够看到周围的世界,既取决于我们眼睛的特殊生理构造,同样也取决于光线能够传输到我们的眼球中。我们一睁眼,就能够看到周围的世界,甚至几百、几千甚至几万光年以上的星空,那么是否代表我们的眼光速度和光速一样,或者超过了光速呢?

一睁眼就能看到几百光年外的星星,说明人眼的速度大于光速吗?

太阳内部的核聚变,占据绝大部分比例的是质子-质子链式反应,即氢原子中的质子在1500万摄氏度、上亿个大气压的环境条件下,以一定几率的量子隧穿效应,突破了氢原子核之间库仑力的排斥,顺利进入另外氢原子核中,与这个原子核中的质子结合形成氘,从而开启了链式核聚变的序幕,继而再聚合形成氦3,最终两个氦3再聚合形成氦4,实现了4个原子核聚变形成1个氦原子核的目的,在此过程中释放出相应的中微子、伽马光子和一些能量。

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由核聚变所形成的中微子,由于其高度的自由性以及基本不与任何物质反应的特征,刚一形成就能够脱离太阳的引力束缚,发射到宇宙空间中。而伽马光子则不具备这个能力,在刚形成之后的瞬间,又会被太阳内部的高温高压等离子体所吸收,其中的部分能量转化为等离子体的内能,之后再次被释放,每释放一次伽马射线所携带的能量都会有一定程度的降低。根据伽马光子被吸收的频次不同,其最终游离到太阳表面所花费的时间则有长有短,最长的可能会达到38万年,因此它们最终到达太阳表面所携带的能量就会有差异,最终形成了由不同频率的射线所组成的复合电磁波,这就是太阳辐射的由来。

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在太阳辐射光线的光谱中,频率从高到低(也就是波长从短到长)依次分为伽马射线、X射线、紫外线、可见光、红外线和无线电波,其中能够被人眼捕捉到的,只是波长从380nm到780nm的可见光,对于太阳光线的整体来说是很小的一部分。太阳光线进入人眼之后,处于可见光波段的光线,通过眼球中晶状体等的折射,最终在视网膜上成像,激发出视网膜上视杆细胞的感光能力,我们才感觉到外界的光明以及光线的明暗。

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同时,在可见光部分,由波长从大到小,又依次分为红橙黄绿蓝靛紫七种不同的单色光。在人眼视网膜中另外一种感光细胞-视锥细胞,可以分别通过对红蓝绿三种视锥细胞对光的应激程度的不同,最终组合形成相应的颜色,我们才可以看到缤纷多彩的世界。

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通过以上的分析,我们可以看出,人眼能够看出周围物体的明暗以及颜色,完全取决于光线的射入,如果周围漆黑一片,我们是无法得知周围事件的任何信息的。也就是说,我们人眼能够看清东西,是一种完全的被动接收,和目标物体距离我们多远没有直接的关系。来自目标物体的光线,无论是直接发射的光线,还是反射的光线,在进入人眼之前都是持续性的,如果不持续,我们人眼也捕捉不到它们的存在。而夜晚看到的星星,虽然与地球的距离多达几百上千光年,但是来自它们的光线,也是每时每刻都向宇宙空间中散发的,即使是白天也存在,只不过受到太阳光线的影响,我们人眼更多地接收到的是太阳光线的刺激而已。

一睁眼就能看到几百光年外的星星,说明人眼的速度大于光速吗?

正因为光速具有上限,它从一个物体发射或者反射过来,根据距离的长短,所经历的时间也会有所不同,所以理论上我们人眼看到的世界,都不是即时性的,而是世界的过去时。对于地球上人眼所能看到的物体,由于距离较近,光线从物体表面射入人眼,所需要的时间极短,比如1公里以内的物体,其发出或者反射的光线,到达人眼的时间最多不超过3.3*10^(-6)秒,远低于人眼对时间差的分辨能力,所以我们从感觉上认为这些物体与我们看到的状态几乎是同步的。

而对于宇宙空间中遥远的星体来说,假如它距离地球500光年,那么光线从它那里到达地球,需要的时间就是500年,我们虽然一睁眼就能看到它,但是能够激发人眼视觉的可见光波,本质上却是500年前从该星体发出的,所以我们看到的这个星体,就是它500年前的状态。如果我们能够拥有分辨率非常高的望远镜,能够观察到星体表面的状态(实际上以目前的科技水平远远达不到这样的需求),那么实际上我们看到的就是该星体表面500年前的样子,相当于我们透过了时间的阻隔,窥探到了星体500年前的历史状态。

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