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  • 1 # 來看世界呀

    人類暫時還出不去太陽系,但是太陽系外射電、光學訊號卻能到達太陽系,只要能捕捉這些訊號並轉化為人類可觀測的光訊號,人類就能足不出戶地瞭解到億萬光年之外的現象。

    1、天體探測器

    原理上也是利用可見光、紅外、極紫等訊號近距離觀測天體。得益於人類航天科技的進步和對天體引力的認識,人類可以發射探測器進入太陽系天體的軌道,至今人類已經發射了覆蓋所有行星的探測器,美國的旅行者1號、2號本意是瞭解太陽系外側天體,瞭解木星、土星、天王星、海王星這幾顆太陽系的氣態巨行星,至今只有美國做到,利用天體的引力彈弓對探測器加速,使探測器能進入行星的軌道,利用核電池供應探測器的探測裝置,為人類發回來大量的太陽系外側行星及其部分衛星的珍貴影象,相較於地面上的望遠鏡觀測,探測器飛臨天體軌道觀測的效率更高一些。

    2、光學望遠鏡

    望遠鏡的歷史已經幾百年了,伽利略時代,伽利略自己就銅鼓磨製光學鏡片進而自己製造光學望遠鏡,將望遠鏡對準月球、土星登天體,在科學尚未發展起來的矇昧時代,伽利略敢站出來支援哥白尼的日心說,就來源於他用自制望遠鏡觀測天體執行。然而伽利略的望遠鏡受限於當時光學鏡片的口徑,觀測效率不是很高。到了牛頓時代,牛頓製造了反射式望遠鏡,透過放射的方式進一步放大想要觀測的天體。此後很長時間內,牛頓反射式望遠鏡作為主流,成為人類觀測星空的主要裝置,可是到了近現代,光學鏡片的口徑問題,又成了觀測的掣肘因素,於是人類想到了發射光學望遠鏡到太空,至今最出色的利用光學的太空望遠鏡是哈勃望遠鏡,透過對星空的長時間的曝光拍攝,哈勃望遠鏡活得了至今最壯觀的宇宙影象。

    3、射電望遠鏡

    然而由於可見光的波段覆蓋的電磁訊號範圍較為狹窄,利用光學望遠鏡觀測的星空也還是受限制,因此現代人類搞出了射電望遠鏡,所謂射電訊號是指:

    “無線電是指在所有自由空間(包括空氣和真空)傳播的電磁波,是其中的一個有限頻帶,上限頻率在3THz(太赫茲),下限頻率較不統一, 在各種射頻規範書, 常見的有3KHz~3THz(ITU-國際電信聯盟規定),9KHz~3THz,10KHz~3THz。”

    覆蓋的範圍相當廣泛,光學訊號其實就是電磁波的一種,但是光學望遠鏡是利用光學鏡片為基礎的,對於不可見光頻率範圍內的射電訊號就有點難了,而宇宙天體只要運動就會產生電磁波,於是人類在地表上建設了各種射電望遠鏡,相較於光學望遠鏡,射電望遠鏡的口徑理論上可以無限大,口徑越大匯聚的射電訊號越多,能夠獲得的宇宙訊號就越多,藉助它們一樣可以分析天體運動。

    4、其它

    除了這些,人類還有X波段的觀測儀器、紅外波段觀測儀器、紫外望遠鏡等等,甚至於引力波累的探測器。一些較強的訊號可以穿透層層星雲到達地球,只要人類能夠捕捉這些訊號,並將它們轉化為人類可以觀察的影象訊號,人類就能瞭解到遙遠星系中曾經發生的景象,而不需要人類直接飛臨那片星系近距離觀測。不過遠距離觀測獲得的資料並不是很全面,這也是為什麼人類可以在地球上觀測月球,卻依然要發射月球在軌和登陸探測器。

    題主的問題恰好應了中國的一句老話:“山不就我,我就山”。人類瞭解宇宙的執行並不必須能觀測整個宇宙,我們只需要根據技術可達的程度去進行各類探測,歸納總結宇宙的執行規律。

  • 2 # 水滿自溢

    這個問題從純科學的角度,從天文學的角度來說,深空探索是符合科學精神的,就是要把未知變成已知。但這距離現實很遙遠,距離我們的日常生活就更遠。比如有了通訊衛星,使我們進入了資訊時代,方便日常生活。至於探索到太陽系以外,或者是更遠的蒼穹,那象徵意義就遠遠大於實際意義了。比如人類遷移到我們地球的最近的最大的衛星月球,目前都很難實現,更別說很遙遠的星際了。投入再大的人財物,在日常生活中也得不到任何的實惠,只是一個標誌而已!

  • 3 # 何顯滼

    人類,目前,只知道意識,瞭解的多一些;對潛意識,瞭解的就很少。

    意識,能看到的尺度,是有限的;潛意識,能看到的尺度,遠大於意識。

    我們人類,本身還存在潛意識,卻沒有開發利用起來。

    導致,目前天文學,能觀察的範圍,非常有限。

  • 4 # 鍾銘聊科學

    天文觀測

    “我們連太陽系都不出去,為什麼就能知道太陽系以外的事?”

    首先,天文學家只能靠望遠鏡去探測。具體來說,宇宙中很多天體都會發出光,這些光子會來到地球上,然後被望遠鏡接收到,這個過程和人用眼睛看東西一個道理,人之所以可以看到的東西,正是這個東西要麼自身發光,要麼發射光到人眼裡。

    不過,現在射電望遠鏡和人眼看東西唯一不同的是,人只能看到可見光,而射電望遠鏡能看到的頻譜要比人類的寬得多,這樣就可以接收到更多不同的光,而這些光其實就是資訊。

    太陽系外的恆星等一些星體也是會發出大量的光子,其中就會有一些光子是會來到地球讓人類的望遠鏡所觀測到的。即使是用肉眼來看天空中大量的星體,這當中大多數都是太陽系外的恆星發出的光芒。有個“可觀宇宙”的概念其實就是說,人類能觀測到的尺度是直徑930億光年的範圍。其中922億光年是可以透過接收電磁波(光)獲取到,而8億光年是可以透過接收引力波來獲取到,加起來就是930億光年。

    我們要知道的是,人能看到的最暗的光,也至少要讓視網膜在1分鐘內接受3萬個光子。可是,天文學觀測可就沒有那幸福的事情了,天文學的觀測能接收到的光子數簡直少得可憐,,前幾年錢德拉塞卡望遠鏡觀測到了一次超新星爆發,

    在長達6小時的觀測時間內,錢德拉塞卡望遠鏡只接收到了139個光子。但就是這139個光子,天文學家就推斷出了許多資訊。比如:這次爆發釋放出了大量的金屬鈦,這些鈦的質量相當於115個地球的質量。

    再比如:前段時間特別刷屏級的黑洞照片,這張照片接收到的資訊也是極其有限,只有幾十微角秒的大小。相當於我們站在地球上去看一個月球上的蘋果,如果直接看,根本是什麼都看不到的,按照正常來說,它其實只有半個畫素的大小。

    也就是說,其實天文學能接收到的資訊是少之又少的,所以在這樣的情況下做研究,要用到的辦法就和其他的學科不太一樣。

    模型思想

    這其實涉及到天文學家做研究時的正規化。我們都知道物理學家、化學家、生物學家做研究其實是十分嚴謹的,要求充分的證據,並且還要實驗是可以復現的。物理學家、化學家、生物學家之所以可以這樣去做研究是因為,他們能獲取到的資訊足夠充分,他們是在足夠資訊量的基礎上去做研究的。可是天文學家是做不到的,他們能獲取到的資訊如此至少,你總不能指望著把整個天球固定住放到地球上讓天文學家好好瞧瞧。

    還是說前段時間黑洞照片,如果按照物理學家、化學家、生物學家研究正規化來看,這個照片完全是不能當成靠譜的資訊源,更不會採用。因此,天文學需要的一種全新的“思維方式”來做研究。

    所以,天文學家經歷2000多年,發展出了一套“思維方式”,我們可以稱之為:模型思想

    就比如說,研究宇宙的模型,最早人類發展出來的是“地心說”模型,然後是“日心說”模型。

    到了現代,最早有穩恆態模型,然後是大爆炸模型。

    而如今呢?這個模型變成了ΛCDM模型,翻譯過來可以理解成“暗能量-冷暗物質模型”

    就拿從宇宙大爆炸模型到ΛCDM模型的演化來說,這當中科學家透過研究1a型超新星發現了宇宙正在加速膨脹,其實原來的宇宙大爆炸無法解釋宇宙平坦性問題,以及星系周圍恆星系為什麼跑這麼快等問題,於是結合觀測以及理論物理學的發展,構建出了新一代的模型

    除了ΛCDM模型,我們還有標準太陽模型、恆星演化模型等等。

    所以,天文學的觀測資料雖然不夠充足,但是利用模型體系作為補充,然後把每一個觀測和模型進行關聯,積少成多,讓模型體系更加成熟和完整。透過這樣的方式,就可以用很少的資料撬動很多未知的資訊。之前說到的黑洞,還是超新星爆炸,其實都是運用到了這個辦法。有了這個辦法,讓天文學家知道了宇宙的年齡大概在138年億歲,而且能知道很多宇宙過去的歷史。

    所以,某種程度上說,天文學研究就像偵探破案一樣,透過蛛絲馬跡還原案情的本來面貌。

  • 5 # 宇宙觀察

    知識的接收和傳遞並不需要親自去進行,大多數就情況下我們所知道的資訊都是別人或者探測器接收整理後告訴我們的,但探測器和資訊整理人不可能跑到太陽系外去,所以我們之所以能知道太陽系外發生的事靠的不是人或者探測器,而是宇宙規律。

    普通人印象中的宇宙就是“無數個天體漂浮在無盡的虛空中”,但科學家找到了我們宇宙的一系列規律,這些規律使得天體得以執行細胞得以分裂,更為可貴的是這些規律是全宇宙通用的,因此我們才能在太陽系內精準預測或解釋太陽系外的現象。

    138.2億年前的宇宙發生大爆炸,這一推論來自於埃德溫.哈勃率先發現的宇宙膨脹現象,而歐航局普朗克衛星正是憑藉對宇宙空間膨脹速度的精準測算,最後才反推出宇宙來自於138.2億年前的大爆炸。

    太陽系以外的事需要藉助哈勃望遠鏡和地面上的射電望遠鏡才能知道,前者從可見光波段觀測宇宙讓我們看到漂亮的星系和美輪美奐的星雲,後者從則從廣闊的電磁波頻段更細緻的觀察宇宙,為我們帶來脈衝星和黑洞以及可能存在的外星文明的訊息。

    一切的一切其實都是資訊,而宇宙中的光子攜帶的資訊以光速飛奔在宇宙中,我們只需要守株待兔一般用哈勃望遠鏡這種裝置收集它們就行了。

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