网友问：我们看不见遥远恒星因为光在真空中随距离衰变消失了？
发布日期：2024-08-28 点击次数：
假设在1亿光年外，有一颗与太阳一样的恒星■★，它发出的光芒在到达我们眼球之前会遇到什么★★■■◆◆？
有朋友问，银河系里有数以万亿计的恒星，在银河系外又有更多的星系■◆■★◆★，为什么我们肉眼只能看到几千颗星星■■◆■★，难道是光在线■◆★■◆，光会被吸收，因为实际的真空并不是我们设想的◆■■■■“线，“衰变”用在这里不合适★■■★◆，它通常用于解释大粒子在一段时间后“瓦解◆★◆■”成更小的粒子★★■■◆■，所以我猜你可能想说的是■◆★“削弱◆■◆”。
如果我们离地球更远些◆■◆，比如飞到150万公里的拉格朗日L2点与韦伯望远镜作伴，这里会不会是真空呢？也不是，但这里每立方厘米空间中只有约5个原子，真空度更高。而要是跳出太阳系，飞到远离银河系的虚空中，每立方米空间中就只有不到1个原子，已经接近最理想的真空了。
在距离太阳约5800万公里的水星附近，如果你掏出温度计，会测得430℃的高温，这个温度能轻易溶化铅■★■■；到了距离太阳约1★■★◆★★.5亿公里地球附近的太空，温度计会被太阳加热到120℃；如果你飞去冥王星，探测到的温度就只有-230℃了。从冥王星回望太阳，它只不过是一颗稍亮的星星，其微弱的光芒几乎不能给我们带来温暖★★。
科学家们认为★★◆◆■◆，尽管太阳系的边缘很冷，但太空中孤立原子的温度高达7000K（开尔文★★★■■■，温度单位），而星际间的原子温度更是达到100万开尔文以上★◆◆■■！
为什么真空中的微观粒子有如此高的温度★★？它们的能量是从哪里来的？答案来自无数恒星发出的光子。
首先■■◆◆◆，恒星不会把所有的光子都投入你我的眼球■◆◆★■■，恒星发出的光在宇宙中传播符合平方反比定律，光的强度与距离的平方成反比◆★，这意味着我们距离恒星越遥远◆■◆■，看到的光就越弱■◆◆■，因为恒星发出的光子会散布到更大面积。
大多数光学望远镜通过“凝视”来观察星空，当望远镜长时间将镜头对准某一个区域时，会有更多恒星的光子撞击到感光元件，从而使我们得以看清几亿甚至数十亿光年以外星系的光芒★◆■■◆★。
真空并不完全■◆■★“透明”■◆★，恒星的光子在宇宙◆■◆◆★◆、银河系和太阳系中穿行■◆■◆◆，漫长旅途中有很大概率撞到一颗漂浮的原子，吸收光子能量的原子会升高温度并可能向外释放新的光子◆■■■◆。
这可以解释为什么我们能看清近处的星星★★◆★，遥远的星光很弱，更遥远的恒星和星系很难被发现。
中国天宫空间站与美俄欧等16国的国际空间站都在距离地面约400公里的太空飞行，我们常说这里是■★“真空环境★◆◆★★■”，实际上空间站位于地球大气的“热层”◆◆★■★，它们受地球磁场保护◆■★■，并且在空间站周围，每1立方厘米的空间就有多达数百万个空气粒子◆■。太空中的大量原子氧腐蚀了国际空间站出舱口的铁圈，造成明显的锈蚀★★◆，这是“太空非真空”的证据之一。
到目前为止，一个粒子都没有的真空，其实不存在★★◆■■■。这些粒子会阻挡和吸收光■★。
真空中无数孤立原子吸收光子与释放原子的波长不同◆■★■，这导致我们肉眼观察到的可见光减少★★■■★，星光暗弱★■★。
