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宇宙最遠視界:可觀測邊緣

2024-07-29科學
#流量變現來齊家#遙遠天際:人類目力所及之最
我們可見最遙遠的事情是什麽?-不使用任何裝置,人眼可觀測到夜空超過9000個獨立的亮點,但這僅是浩瀚夜空的一部份
什麽是最遙遠的-詹姆士·韋伯太空望遠鏡捕捉到的遙遠星系。(圖片來源:NASA,ESA,CSA和STScl)
對於肉眼來說,夜空有著超過9000個單獨的光點,但這個視角只覆蓋了宇宙的一小部份。最近的可見恒星系統是半人馬座Alpha星,距離我們大約4.25光年。在這個三星系統中最近的恒星是比鄰星,但因為它是一顆紅矮星,所以沒有望遠鏡就無法看到它。肉眼可以看到的最遠的恒星是V762 Cas,這是一顆距離我們16000光年遠的變星。雖然它的亮度可能是太陽的10萬倍,但這個令人難以置信的距離意味著它在理想條件下徘徊在典型的人類夜視邊緣。我們不用望遠鏡就能看到的所有恒星都比太陽大得多。
像太陽和較小的恒星太暗了,無法克服它們與我們之間光年的距離,使它們看不見。如果沒有到V762 Cas的距離所包含的體積,大約有9000顆可見恒星-以及超過100萬顆看不見的恒星。雖然V762 as是我們用肉眼可以看到的最遠的恒星,但它不是我們在沒有望遠鏡的情況下可以看到的最遠的東西。這個榮譽歸於仙女座星系。它包含了超過一萬億顆恒星,在我們看來,它是一個模糊的修補程式,大約有伸出的拳頭那麽大。
當你看著仙女座星系時,你所接收到的光線是250萬年前開始的。一些閃光和爆炸飆升到令人難以置信的亮度水平,使它們暫時可見,即使在極端的距離。例如,在2008年,伽瑪射線暴GRB 080319B肉眼可見約30秒。
什麽是最遙遠的
在75億光年之外。這意味著當Gamma射線爆發的光第一次開始它的旅程時,我們的太陽系甚至還沒有形成。當伽利略在17世紀初完善了天文望遠鏡時,宇宙在我們面前出現了。望遠鏡使我們能夠看到更暗的物體,因為它們可以收集更多的光線和更遠的物體,因為它們還可以放大影像。盡管如此,即使使用我們最先進的地面和天基望遠鏡以及最全面的調查,我們仍然只能繪制銀河系中不到3%的恒星,以及可觀測宇宙中不到1%的星系。最遙遠的星系仍然是我們無法到達的;它們太暗,太小,我們無法探測到。
但大自然給了我們一個小技巧,我們可以利用它偶爾向宇宙深處推進。當來自遙遠恒星或星系的光穿過一個大品質星團時,該星團的重力可以將影像放大-在某些情況下,可以放大10,000倍或更多。正是透過這種重力透鏡的技巧,天文學家可以探測到已知最遙遠的單星,命名為Earendel(是的,這是一個「魔戒」的參考,來自盎格魯-撒克遜神話的晨星),目前位於280億光年之外。這顆恒星在宇宙大霹靂後僅9億年就出現在了宇宙中,使其成為宇宙中出現的第一代恒星。天文學家使用類似的重力透鏡技術,使用詹姆士韋伯太空望遠鏡精確測量到JADES-GS-z13-0的距離,這是已知最遙遠的星系。它目前被發現超過336億光年遠,形成時我們的宇宙只有4億年。
除此之外,我們仍然可以看到宇宙物體,但要做到這一點,我們必須切換到其他波長的光。在微波中,我們被宇宙微波背景的輝光所包圍,宇宙微波背景的光是在宇宙38萬年前產生的,並從電漿過渡到中性瓦斯。從那時起,這種光就浸透了宇宙,幾乎位於可觀測宇宙的邊緣。
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例如,在大霹靂最早的時刻,奇異的過程產生了大量被稱為微中子的幽靈粒子,並且正在尋找這個遺物族群。在大霹靂的第一秒內,更奇特的過程可能會淹沒宇宙的重力波。像大霹靂觀察者這樣的擬議任務可能會捕捉到這種殘余訊號的微弱痕跡。如果被發現,它將是迄今為止我們可能看到的最遙遠的東西。
By:Paul Sutter
FY: 何丹懷
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