Question

科学家怎么能知道哈勃望镜接受回来的是多少亿光年的信号

Answer 1

问：科学家怎么能知道哈勃望镜接受回来的是多少亿光年的信号

答：亲，您好！很高兴为您解答。哈勃望远镜是一台在轨道上运行的望远镜，它可以观测远处的天体，包括宇宙早期的星系和宇宙背景辐射等。科学家通过哈勃望远镜接收到的光信号，来研究宇宙的起源和发展历程。科学家知道哈勃望远镜接收到的是多少亿光年的信号，可以通过测量这些天体发出的光的红移来确定。红移是指天体发出的光波长的伸展，也就是波长变长，频率变低，使得原来的光谱线向长波段移动。这是因为光波在宇宙中传播时，会受到宇宙膨胀的影响，而宇宙的膨胀速率是可以通过观测宇宙微波背景辐射来确定的。因此，通过测量天体的红移，科学家可以计算出它们距离地球的远近。举个例子来说，如果一个天体的光信号的红移为z=1，那么它离我们的距离就是d=cz/H，其中c是光速，H是哈勃常数，它与宇宙的膨胀速率有关。因此，通过测量红移，科学家就可以确定天体离我们的距离，从而确定它们发出信号的时间和空间位置，进而研究宇宙的演化过程。

问：地球有1000公里大气层，空间站怎么能看到地球全境

答：您好！地球的大气层的确只有大约1000公里的厚度，但空间站之所以能够看到地球的全境，是因为它的轨道高度比大气层高得多，处于地球的低轨道或中轨道上。举个例子来说，国际空间站的轨道高度大约是408公里，这就意味着它位于地球的低轨道上，远高于大气层的高度。因此，当空间站绕行地球时，它可以俯瞰地球的大部分区域，从而看到地球的全境。此外，空间站的舷窗还配有望远镜等高精度观测设备，可以让航天员更加清晰地观察地球表面的细节。因此，空间站可以提供一个独特的视角，让人们从宇宙的角度来观察地球，深刻感受到地球的美丽和脆弱。

问：看来大气层浓度阻挡不住在空间站观察地球

答：亲！是的，空间站所处的轨道高度比地球大气层的高度高得多，因此大气层并不能阻挡空间站观察地球。大气层主要是由氮气、氧气、氩气等组成的，而这些气体的分子直径相对较小，与空间站的观测距离相比，可以视作是近乎点状物体，不会对空间站的观测产生明显的影响。不过，大气层中的空气分子也会对电磁波的传播产生折射和散射等影响，从而对卫星和空间站的通信和导航产生一定的影响。因此，在卫星和空间站的设计和运行中，需要考虑到大气层对电磁波的影响，并采取相应的措施来保证通信和导航的准确性和稳定性。

问：时常乘飞机上为啥到一定高度见不到地球，只能看到飞机在云彩上飞行

答：亲。当飞机飞行到一定高度时，地球表面的曲率和大气层的散射作用会导致人们在飞机上无法看到地面，只能看到飞机在云层上方飞行。首先，地球的曲率是导致这种现象的主要原因之一。当我们站在地面上时，由于我们的视线高度较低，我们能够看到地面上的物体。但是，当我们站在高处时，例如山顶或大楼的顶部，我们会发现地面上的物体看起来更远了，这是因为地球的曲率使得地面上的物体逐渐消失在地平线之后。同样地，在飞机上，当它飞到足够高的高度时，地球的曲率会使得地面上的物体消失在地平线之后，因此我们就无法再看到地面上的景象了。此外，大气层对光线的散射也会对这种现象产生影响。大气层中的气体和微粒会对光线进行散射，这会导致从地面上反射回来的光线散开并分散到周围的空气中。这就是为什么天空在白天是蓝色的原因。当我们在飞机上时，由于大气层的散射作用，我们只能看到周围的云彩和天空，而无法看到地面上的景象。总之，地球的曲率和大气层的散射作用是导致我们在飞机上无法看到地面的原因。

问：为啥太阳到地球约1.5亿公里空间是黑暗的

答：亲。在太阳到地球约1.5亿公里的空间中，仍然是黑暗的，这是因为光的传播需要时间，而光速是有限的。太阳光以每秒约300,000公里的速度传播，当太阳光离开太阳表面时，需要约8分钟才能到达地球。因此，在太阳到达地球约1.5亿公里的位置时，仍然需要时间才能传播到地球上，这段时间内的空间是黑暗的。此外，即使在太阳光到达地球的位置，虽然太阳的光线可以照亮周围的物体，但在宇宙空间中，如果没有光源，还是会是黑暗的。这是因为，宇宙中的空间是非常广阔的，如果没有光源，光线会在空间中漫射和吸收，直到它被物体反射或吸收。因此，即使在太阳到地球的距离，如果没有光源，空间仍然会是黑暗的。

问：为啥大质量恒星能使太空弯曲？不理解

答：根据广义相对论的理论，质量越大的天体会使周围的时空弯曲，这就是所谓的引力弯曲。这种弯曲可以理解为质量天体在时空中的存在造成了一种凹陷，就像一个重物放在弹性薄膜上会使薄膜弯曲一样。当其他物体靠近这种凹陷时，它们就会被弯曲的时空所影响，产生引力作用，被吸引到质量天体的周围。对于大质量恒星来说，它们的质量非常大，因此会在周围的时空中形成一个非常强的凹陷。这种凹陷会弯曲周围的时空，使得其他物体被引力作用吸引到恒星的周围。这也是为什么行星绕着恒星运动的原因。此外，根据广义相对论的理论，引力是由物体弯曲时空而产生的，而这种弯曲的程度与物体的质量和距离有关。因此，大质量恒星的引力会比小质量恒星更强，对周围时空的弯曲也更明显。总之，大质量恒星因其巨大的质量而产生强烈的引力，这种引力会使周围的时空弯曲，产生一种凹陷，从而使其他物体被引力作用吸引到恒星的周围。