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求助 天文?物理?数学问题?

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我下午看到一个新闻,大意是现在我们观测到5亿光年处的规律信号。
然后评论果不其然就“不要回答”了
又有个评论说光跑了5亿年才到,回答也要5亿年对面才收到云云
然后下面又在争论光年的问题了
然后我脑子就轴了
光真的跑了5亿年了么?
已知宇宙在膨胀中,我们现在观测到5亿光年处的信号,真的是5亿年前发出的么?
按理不应该是光的路程X+红移距离Y=五亿么,那就是说这光应该是更短时间内发出的,也就是光走的距离应该是不到5亿年的。
总觉得哪里不对劲,我似乎搞错了什么概念?有大佬解惑吗?


IP属地:广东1楼2020-02-12 18:52回复
    但是算上红移,你回去肯定是也是5e啊


    IP属地:浙江来自Android客户端3楼2020-02-12 19:21
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      等大佬


      来自Android客户端4楼2020-02-12 19:27
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        你这里的问题大概在我们是怎么探测那个恒星的距离的
        虽然不太了解具体操作,但是借助于那个恒星发出的光测的话应该是5亿年前的位置


        IP属地:广东来自Android客户端6楼2020-02-12 19:37
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          等物理天文大佬


          IP属地:北京来自Android客户端8楼2020-02-12 19:42
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            众所周知,光年是节奏单位


            IP属地:北京来自Android客户端9楼2020-02-12 19:44
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              不用在意细节


              IP属地:河北来自Android客户端10楼2020-02-12 19:46
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                不影响要五亿年+对方才能收到


                IP属地:广东来自Android客户端11楼2020-02-12 19:48
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                  我觉得算的时候肯定已经考虑红移了吧


                  IP属地:江苏来自Android客户端12楼2020-02-12 19:49
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                    老实说妈咪说天文专题三种不同距离那我就没理解明白


                    IP属地:辽宁来自Android客户端13楼2020-02-12 20:11
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                      这要看最初说的“5亿光年”是指的是什么距离,一般新闻里用的可能是光行距,也就是光跑的时间乘以光速
                      宇宙学上用的距离还有共动距离、原距、角直径距离、光度距离
                      你的疑问可以换一种说法:距离我们(光行距)5亿光年的物体,其共动距离、角直径距离等等也是5亿光年么?
                      回答是否定的
                      有一个在线计算工具:http://www.astro.ucla.edu/~wright/CosmoCalc.html
                      在左边输入红移z,例如z=3,点击General,右边就是计算出来的各种距离,如图

                      这是一个天体对象,光线发出时宇宙年龄只有2.171 Gyr 即21.7亿年,光行时间(light travel time)是11.549 Gyr 即115亿年,因此其红移高达z=3(红移和距离是一一对应的)
                      因此我们说,光行距就是115亿光年
                      然后,共动距离(comoving distance)是21.139 Gly 即211亿光年,这个数字其实是那个天体随着宇宙膨胀到了今时今日此时此刻跟我们的距离
                      你可以说光走了115光年,宇宙膨胀贡献了211-115=96亿光年,不过实际公式比这要复杂
                      此外,共动距离是一个固定值而不随时间变化,例如再过上50亿年,那个天体离我们的实时距离就不止211光年了(这个“实时距离”也叫原距),但共动距离仍然规定为211亿光年不变
                      其他几种距离就是一般人不太关心的了,例如角直径距离是该天体(发光时)的实际大小除以我们现在看见它的张角大小,图中数值是5.2846 Gly 即52.8亿光年,光度距离是该天体发光的总功率除以我们现在测得的单位角度辐射功率按球面积公式4πR²算出来的R,图中数值是84.554 Gly 即845亿光年


                      IP属地:广东14楼2020-02-12 20:37
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                        到达比正常快,回来比正常慢,那不就是5亿年吗?


                        IP属地:广东来自Android客户端15楼2020-02-12 20:37
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                          据我所知啊,5亿光年这个量级的信号一般是通过测谱线红移测出来的(但也要看是什么样的信号以及用什么样的测量方法,不过最通用的方法一般是测谱线红移)。根据哈勃定律,星体的退行速度与星体到观察者的距离成正比(比例系数就是哈勃常数),而退行速度与红移量成正比,红移量可测,由此推出退行速度,由退行速度可以推出距离,这个距离应该就是会写在论文里的距离。
                          但考虑到星体是会退行的,当地球接受到信号的时候,星体距离地球的距离已经不是5亿光年了(特别还是在5亿光年这个量级上,退行速度应该是不能忽略的)。而至于信号传到地球要多长时间,如果不考虑其他效应,只假设光在平直空间传播的话,那么这个时间应该就是5亿。但实际上信号到达地球要考虑引力透镜效应,还要看你是用哪个理论模型算的。所以实际时间应该不会是5亿年。
                          楼主认为的那个5亿光年应该指的是地球接收到信号的时候星体距离地球的距离。不过好像以星体发射信号为起始点计算的距离更有研究意义?这个应该也要看论文的侧重点吧。


                          IP属地:浙江16楼2020-02-12 20:52
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                            这个有意思。如果楼主的说法改一改就变成另外一个问题了:我们观测到的5亿光年外的星球,他的当地时间是不是五亿年前。从上面两位的科普来看由于宇宙有退行 光速也有变化。所以五亿光年外的星体发出的信号,他的本地时间可能并没有5亿年那么久。


                            IP属地:浙江来自Android客户端17楼2020-02-12 23:14
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                              这里就又涉及到另外一个问题,流浪地球里说半人马座α星系存在适合地球生物生存的宇宙环境。我们推动地球向新家园进发。但是宇宙在膨胀,我们不是永远到不了新家园。(设定上以千分之五光速前进)


                              IP属地:浙江来自Android客户端18楼2020-02-12 23:22
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