基礎與宇宙距離階梯

回溯時間

光很快,但並非無限快——它跨越空間需要時間。這個簡單的事實有一個令人吃驚的後果:每當你看遠處的東西,你看到的都不是它此刻的樣子,而是它的光出發時的樣子。看太陽,你看到的是它8分鐘前的樣子;看一個十億光年外的星系,你看到的是它十億年前的樣子。這段延遲叫回溯時間,它意味著向空間深處望去,就是向過去回望。

具體而言,回溯時間就是我們此刻接收到的光,實際離開其源頭有多久了。對近鄰天體,它等於距離除以光速:一顆40光年外的恆星,我們看到的是它40年前的樣子。對極遙遠的天體,賬要算得更微妙些,因為光在途中宇宙一直在膨脹,但核心思想不變:越遠,就越往回看。我們從不見遙遠宇宙今日的模樣;我們看見的,永遠是它的歷史。

回溯時間非但不是麻煩,反而是天體物理學最大的饋贈之一。它把望遠鏡變成時間機器:通過觀看越來越遠的星系,我們便看到越來越早期的宇宙,看到尚在襁褓中的星系、第一批恆星點亮,以至最終在宇宙微波背景中看到熾熱早期宇宙本身的餘暉。誠實的另一面是:我們永遠無法知道一個遙遠星系「此刻」是什麼樣子——那個資訊還來不及到達我們,而按物理定律,只要它足夠遙遠,這資訊就永遠無法到達。

仙女座星系約在250萬光年外,所以你在漆黑夜裡用肉眼能看到的那團光斑,是250萬年前離開它的——早於現代人類的出現。你看到的,確確實實是遠古的史前時代。

看得越遠,就看到越久以前——空間上的距離也是時間上的距離。

光年是距離,不是時間——但回溯時間把這段距離換算成光出發以來的時間。說一個星系「在十億光年外」,等同於說我們看到的是它十億年前的樣子。

又稱
light-travel timelookback time光行时光行時