基础与宇宙距离阶梯

回溯时间

光很快,但并非无限快——它跨越空间需要时间。这个简单的事实有一个令人吃惊的后果:每当你看远处的东西,你看到的都不是它此刻的样子,而是它的光出发时的样子。看太阳,你看到的是它8分钟前的样子;看一个十亿光年外的星系,你看到的是它十亿年前的样子。这段延迟叫回溯时间,它意味着向空间深处望去,就是向过去回望。

具体而言,回溯时间就是我们此刻接收到的光,实际离开其源头有多久了。对近邻天体,它等于距离除以光速:一颗40光年外的恒星,我们看到的是它40年前的样子。对极遥远的天体,账要算得更微妙些,因为光在途中宇宙一直在膨胀,但核心思想不变:越远,就越往回看。我们从不见遥远宇宙今日的模样;我们看见的,永远是它的历史。

回溯时间非但不是麻烦,反而是天体物理学最大的馈赠之一。它把望远镜变成时间机器:通过观看越来越远的星系,我们便看到越来越早期的宇宙,看到尚在襁褓中的星系、第一批恒星点亮,以至最终在宇宙微波背景中看到炽热早期宇宙本身的余晖。诚实的另一面是:我们永远无法知道一个遥远星系“此刻”是什么样子——那个信息还来不及到达我们,而按物理定律,只要它足够遥远,这信息就永远无法到达。

仙女座星系约在250万光年外,所以你在漆黑夜里用肉眼能看到的那团光斑,是250万年前离开它的——早于现代人类的出现。你看到的,确确实实是远古的史前时代。

看得越远,就看到越久以前——空间上的距离也是时间上的距离。

光年是距离,不是时间——但回溯时间把这段距离换算成光出发以来的时间。说一个星系“在十亿光年外”,等同于说我们看到的是它十亿年前的样子。

又称
light-travel timelookback time光行时光行時