如果有外星人 他们最远在什么地方还能看到太阳?
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在地球上的夜空中,我们通过肉眼可以看到太阳系外的恒星。距离最近的是位于4.37光年外的南门二,我们还能看到12光年外的南河三,430光年的弧矢七,1260光年外的参宿一,我们甚至还能看到上万光年外的恒星。在极端情况下,如果遥远星系中的超新星爆发,其亮度有可能会亮到肉眼可见,曾经有颗位于75亿光年外的超新星可以用肉眼看到半分钟。
反过来,如果其他恒星系统中的行星上存在智慧生命,并且距离地球较近,他们也能在夜空中看到太阳。太阳看起来是满天繁星中的一颗,它或许能够与其他恒星排列出某种形状,被外星人识别为某个“星座”。
那么,当外星人离我们多远时,他们才会看不到太阳?
首先,假设外星人的视力与人类相近,眼睛所能感知到的光亮度是一样的。试想一下,两颗亮度看起来一样的恒星,它们的实际亮度和距离有可能是完全不一样的。如果较暗的恒星离我们较近,它看起来的亮度就有可能接近于离我们较远的恒星。
在天文学上,用视星等(m)来描述恒星看起来的亮度,绝对星等(M)来描述恒星的实际亮度,数值越大表示越暗。根据定义,可以得到视星等、绝对星等以及距离(d)之间的关系:
M=m+5-5lgd
上式中的距离单位有别于天文科普中常用的“光年”,取而代之的是“秒差距”,这个单位源自于三角视差法测定恒星的距离,1秒差距约等于3.26光年。
一般而言,人眼的目视极限为6等,太阳的绝对星等为+4.83等,由此就能算出对应的距离约为56光年。也就是说,如果拥有与人类相同视力的外星人距离太阳系超过56光年,他们就无法通过肉眼看到太阳。当然,如果外星人的视力更好,即便他们的距离更远,也能看到太阳。
另外,如果外星人也发明了能够聚光的天文望远镜,他们可以在更远的地方看到太阳。这就如同我们在地球上用天文望远镜来观测星空,可以看到更多的恒星,例如,口径15厘米的天文望远镜能够让我们看到13等的暗星。
那么,倘若借助超强的天文望远镜,外星人能够看到太阳的最远距离在哪里?
太阳形成于46亿年前,它在形成时就向外发射出了光,它们以光速在宇宙空间中前进。如果没有遇到什么阻挡,光子可以一直传播下去。因为光子没有静止质量,它们的运动无需动力,速度始终保持光速。
因此,在空旷的太空中,太阳最早发出的光并没有完全消失,其中一些目前还在宇宙中传播。由于这些光子传播了46亿年,所以它们已经在太空中前进了46亿光年,早已离开我们的银河系、本星系群以及本超星系团的范围。但理论上,外星人可以在超过46亿光年的地方看到太阳。
这是因为宇宙空间一直在膨胀,太阳光在宇宙中前进时,它们与太阳之间的距离还会因为空间膨胀而变得更远。根据标准宇宙模型计算,最远的太阳光与太阳相隔的距离达到了55亿光年。在过去的46亿年里,空间膨胀导致距离增加了9亿光年。因此,理论上,外星人最远可以在55亿光年外看到太阳。