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宇宙是什么颜色:过去60亿年里一直不断变化

宇宙是什么颜色?科学家认为酷似拿铁咖啡

星系等天体可呈现出五颜六色,而宇宙整体的颜色接近拿铁咖啡。

据国外媒体报道,美国宇航局的哈勃空间望远镜已经对宇宙观测了近24年,为我们呈现出纷繁多彩的宇宙天体图像,科学家目前已经知道我们的宇宙正处于加速膨胀的状态,许多星系正加速离我们而去,而且宇宙中存在各种千奇百怪的星系形状,各种气体云绽放出五颜六色的光芒,但是宇宙是什么颜色的呢?我们看到的宇宙和真实宇宙之间的色彩是否存在差异呢?

此前有研究显示我们的宇宙颜色为咖啡色,形象地说宇宙是拿铁的颜色,但科学家认为对宇宙颜色的分析需要对无数颗恒星进行红移调查,恒星光在很大程度上可以影响宇宙的颜色,并且结合宇宙加速膨胀的机制来推测宇宙可能的颜色。

科学家认为宇宙加速膨胀对宇宙颜色的呈现形成一定的影响,就像多普勒效应那样,当遥远星系加速远离你而去时,光的波长就会被拉伸,以至于地球上的观测者会看到“更多”的红光,因此我们对宇宙颜色的推测应该把这个因素考虑进去。当然,在不同波段上我们可以获得不同的宇宙图像,显然可呈现出五颜六色的宇宙,比如紫外波段和红外波段上的宇宙更加缤纷多彩。

对于宇宙颜色的研究,科学家在《天体物理学》期刊上公布的调查结果显示除了宇宙加速膨胀外和观测波段外,地球大气层也会对宇宙颜色的呈现构成影响,比如紫外和红外会被地球大气层所遮蔽,来自亚利桑那大学的90英寸望远镜、斯隆数字巡天等观测结果显示,在我们附近星系的恒星光会在不同程度上受到干扰,而且不同年龄的恒星所呈现出的恒星光是不同的,比如一些非常蓝的恒星其实寿命较短,但它们却非常活跃,因此宇宙在不同阶段所呈现的颜色可能会稍微不同,比如100亿年前宇宙中还没有像M87这样的大红色星系,过去的星系颜色可能会更蓝一些。

随着蓝色恒星的加速死亡,一些年龄较大的恒星逐渐发出偏红的光芒,在此后数亿至数十亿年后,宇宙的颜色还将逐渐发生变化。就目前而言,我们的宇宙包含着大量红和蓝颜色为主的恒星,还有许多色彩缤纷的尘埃云和气体,混合起来酷似拿铁咖啡的颜色

宇宙星系“远古祖先”颜色超红

茫茫未知的宇宙距今已有约137亿年历史,而宇宙星系的演化过程一直困扰着全球天文学界。中美科学家最近联手完成的一项研究,意外发现了宇宙中一个奇特的新“物种”――超红星系(如图,本报资料图片)。它们诞生于距今130亿年前――宇宙的“婴儿期”,属于近邻宇宙中巨型星系“远古祖先”的一员。这项由美国哈佛――史密森天体物理研究中心、中科院南京紫金山天文台等机构联合完成的新发现,已在线发表在美国《天体物理学期刊》上。昨天,记者采访了参与该项研究的紫台研究员郑宪忠。

  已发现的宇宙“远古”星系大多是蓝色

  “我们在观测中共发现了4个超红星系,存在于同一个星系群中。它们如同4个巨大的圆团,周身的红色比宇宙中任何已知红色天体都要深。其中一个超红星系附近有X射线辐射,表明有黑洞活动。”郑宪忠说,“事实上,我们熟知的哈勃空间望远镜,一直在进行宇宙甚早期第一代原初星系的搜寻工作。而目前已发现的宇宙甚早期星系大多是蓝色的,且质量偏小。因此,超红星系这一奇特新‘物种’的出现,着实让我们吃了一惊。”

  超红星系可能是星系演化过程中的一个缺失环节

  超红星系为什么这样“红”?郑宪忠说,目前分析的原因有几方面,可能是这些星系富含尘埃;可能它们由很多年老的红色恒星组成;也可能因为它们距离非常遥远,因红移效应,辐射波长变长,因而看起来很红。

  宇宙形成的最初7亿年,为什么会出现这些超红星系?科研人员还没有完全解开这个谜。“这些超红星系可能是星系演化过程中的一个缺失环节,对这些宇宙星系的‘远古祖先’展开进一步研究,对理解宇宙早期星系的形成具有重要意义。”郑宪忠说。

  属意外发现,将借此继续找出宇宙星系演化的更多证据

  郑宪忠介绍,他们是在参与“斯皮泽红外空间望远镜银河系外深场巡天大型国际合作项目(简称SEDS)”的过程中,结合“哈勃空间望远镜宇宙起源近红外深场巡天项目(简称CANDELS)”的观测数据,意外发现了这些超红星系。

  斯皮泽红外空间望远镜的名气远没有哈勃空间望远镜来得大,但它比哈勃更适合观测波长超过可见光的红外波段信号,因此,它发现了哈勃没能“看”到的超红星系。但由于斯皮泽红外空间望远镜的分辨率较低,目前科学家们还不能清晰观测超红星系的具体形态。“接下来,我们将借助观测能力更强大的大型毫米波望远镜或干涉阵(如ALMA)来确定它们的精确红移,并在更多天区里寻找超红星系的身影,希望找出宇宙星系演化的更多证据。”

宇宙100亿年内平均颜色逐渐过渡为米黄色

  美国科学家表示,宇宙给人的感觉可能是漫无边际的黑暗,但它的平均颜色实际上应该是米黄色。他们对20万个星系所放射光线的颜色进行了研究,以分析如果将整个天空涂抹,最终混合后会得到什么颜色?答案是柔和的拿铁咖啡色。在美国的新建筑上,对这种颜色的运用早已司空见怪。除了“宇宙拿铁”这个颜色名称外,另外两个备选名称便是“天空象牙白”和“寰宇哔叽”。

  过去100亿年时间里,宇宙的平均颜色蓝度逐渐减少,说明红度更高的恒星变得越发普遍。恒星所呈现的颜色是自身温度的一个指示剂。热恒星趋向于蓝色,因为所放射的绝大多数能量以光谱中的蓝色部分这种形式。由于在光谱蓝色部分几乎没有任何放射,冷恒星则呈红色。

  通过创建宇宙光谱并根据人类肉眼所能看到的色彩进行混合,美国天体物理学家卡尔·格莱兹布鲁克和伊凡·巴尔德里提出宇宙平均色呈米黄色的观点。巴尔德里表示,他们进行了一项非常有趣的研究。“我们认为这是一项规模庞大的研究,所涉及的星系距离地球数十亿光年,足以得出一个真正具有代表性的平均色。宇宙的平均色非常接近于白色。”

  巴尔德里说:“我们的真正用意是计算宇宙光谱,而不只是得出这样一种平均色。这一颜色虽然较为有趣,但真实的宇宙光谱在细节上却更为丰富,能够帮助我们进一步了解宇宙中恒星的形成历史。”

  两位天体物理学家的研究显示,宇宙颜色在过去60亿年时间里一直处于不断变化状态,从苍绿色逐渐过渡为现在的米黄色。根据人类肉眼对不同数量光线的适应程度,宇宙平均色可呈现出淡粉色、乳白色和淡绿松色。如果将自己的爱房装点成宇宙的颜色,“宇宙拿铁”无疑将成为主色调
火星天空是什么颜色?科学家称或为黄褐色
众所周知,地球的天空是蓝色的,月球的天空是黑色的,那么火星的天空是什么颜色呢?有人猜测,会不会和那里的地表一样都是红色?


 

    从海盗号与探路者号火星探测器发回来的照片来看,并非如此。实际上,火星的天空通常是黄褐色,在清晨和黄昏的时候则是稍微带有一些粉红色。

  为什么会这样呢?其实,这和我们看到蓝色的地球天空是一样的道理。首先我们要明白,事物之所以会显现出各种各样的颜色,是因为阳光照射在它们上面所致。白色的阳光是由多种颜色混合而成,例如赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫。太阳光照射下来时需要先穿过包裹在地球表面的厚厚大气层,大气中有着许许多多漂浮着的微小颗粒,其中既有氮气和氧气这样的气体分子,也有我们肉眼所看不见的固体颗粒悬浮物。英国物理学家瑞利发现,半径比光或其他电磁辐射的波长小很多的微小颗粒会对入射光束进行散射,散射光的强度与入射光波长的4次方成反比,这种散射效应在气体中最为显著。简单来讲,波长较短的蓝光比波长较长的红光更易散射。因此,当太阳光穿过地球大气层时,散射效应最明显的蓝光就会发散开来,使我们看到了蓝色的天空。

  现在,让我们把目光放回到红色星球火星上来。由于火星上气压较低,因此非常容易产生尘暴,这就导致大量的尘埃长期漂浮在稀薄的大气中,并对火星大气的颜色起主导作用。根据海盗1号的探测,这些尘埃中大部分是褐铁矿,此外还有大约1%的磁铁矿。其大小不等,从小于可见光波长(0.4~0.7微米)到数十微米大的都有。总体来看,小于可见光波长的气体微粒与尘埃并不是特别多,因此瑞利效应在火星大气中并不明显。较大直径的颗粒则适用于米氏散射理论,即其会对不同波长的光线作均匀散射,使得天空呈现出类似地球上云朵一样的白色来。不过由于这些尘埃粒子还会吸收蓝光,其最终结果就是形成了类似于黄褐色的火星天空。在清晨和黄昏时段,则由于太阳光从地平线照射过来的路径比较长,红色部分的散射效应会占据主导地位,从而使得这个时候火星上的天空看上去是粉红色或红色。这与我们在傍晚往往看到橙色的地球天空是同样的道理。

  值得一提的是,在火星上部分大气尘埃含量较少的区域,那里的天空和地球上一样呈现出蓝色来,并被称为“蓝霾(blue haze)”。假设火星上没有那么多尘暴的话,由于其稀薄的大气,则会形成类似于地球上高纬度地区那种深蓝色的天空。

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