截至 2025 年 3 月,我们当前观测到的有范围限制的天体到我们的最远共动距离还没有抵达可观测宇宙边缘,时间限制尚未成为主要限制。此刻,这个问题的答案应当是空间。
热大爆炸的性质和自它发生以来经过的有限时间决定了当前可观测宇宙的有限尺度。
我们并不真的知道可观测宇宙之外是什么状态,这问题所说的“宇宙诞生”时间大概是指可观测宇宙自上次暴胀以来经过的时间。
在当前历史阶段,随着时间流逝,可观测宇宙会在可预见的范围内变大一些。这个趋势不会一直持续。随着时间进一步流逝,足够远的天体发出的光不再能抵达地球。
对于给定光度的天体和给定的电磁波观测技术,该天体到我们的共动距离远到一定地步,我们就没有足够的光子能够用来观测。这可以说是题述的“太远了看不见”。
随着技术进步,上述观测距离可以在一定范围内扩大。在我们能够超越真空光速地传递信息前,这个距离不会超越可观测宇宙的限制。
给刚刚打开电梯的读者:
截止 2024 年 10 月,人类观测到的距离地球最远的有范围限制的天体是 JADES-GS-z14-0,其次是 JADES-GS-z14-1,再次是 JADES-GS-z13-0,它们到地球的共动距离分别约 341 亿光年、339 亿光年、336 亿光年,它们的性质还在研究中[1] [2] [3]。
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限制人类天文观测距离极限的,是空间(太远了看不见),还是时间(宇宙诞生仅137亿年)?
以共动距离计,可观测宇宙现在的半径约 466 亿光年。
从 2016 年到 2022 年,到地球最远、最古老的已知星系是 GN-z11。
限制人类天文观测距离极限的,是空间(太远了看不见),还是时间(宇宙诞生仅137亿年)?
GN-z11 的光谱红移值为 10.957 到 11.09[4],光行距离约 133.9 亿光年[5],共动距离约 320 亿光年[6]。目前观测到的部分显示,该星系的质量约为银河系的百分之一,尺寸约为银河系的百分之四,包含的恒星平均约 4000 万岁,恒星形成速度约为银河系现在的 20 倍。2020 年 12 月,GN-z11 的亮度短暂增强,天文学家将其解释为该星系内发生的一次伽马射线暴[7]。
此外,人类肉眼看到过的距离地球最遥远的天体目前是伽马射线暴 GRB 080319B,它在 2008 年 3 月 19 日的相对星等短暂地达到了肉眼可见的 5.8 等,这亮度持续了约 30 秒。它的光谱红移值为 0.937,光行距离为 75.12 亿到 76.33 亿光年,共动距离为 103.6 亿到 104.99 亿光年。
限制人类天文观测距离极限的,是空间(太远了看不见),还是时间(宇宙诞生仅137亿年)?
左图为 X 射线成像,右侧为可见光与紫外线成像。
GRB 080319B 是人类史上记录的第一个肉眼可见的伽马射线暴。在它的光辉从人们眼中消失之后数小时,阿瑟·克拉克逝世,因此一些天文爱好者提议将这个伽马射线暴命名为“克拉克事件”。
没有范围限制的天体,例如“宇宙微波背景辐射视为一个天体”,一般不讨论。
【来源:知乎】
作者: 编辑:冯古川