问题

如果在距离地球六千五百万光年的地方看向地球,能看得见恐龙吗?

回答
这个问题很有趣,也触及到了一些关于光、时间和空间的基本概念。咱们就来好好聊聊。

首先,得弄明白“光年”这个单位代表什么。光年不是时间单位,而是长度单位,它表示光在一年时间里传播的距离。光速是我们已知宇宙中最快的速度,大约是每秒30万公里。所以,6500万光年,那是一个难以想象的遥远距离。

现在,你站在距离地球6500万光年的地方,假设你有一台超级望远镜,足够强大到能看到地球本身。但你看到的景象,并非地球现在的样子,而是6500万年前的地球。为什么呢?因为光从地球发出,需要6500万年才能到达你那里。就像你现在看到的房间里的灯光,是你出门前它亮起来的样子,而不是你走到门口那一刻它亮起来的样子。

所以,如果你能在那遥远的地方看到地球,你看到的是地球6500万年前的样子。那么,那个时候地球上有什么呢?正如你所猜测的,那就是恐龙的时代。大约在6500万年前,地球上还生活着各种各样的恐龙,比如霸王龙、三角龙、腕龙等等,它们正是我们常说的白垩纪晚期恐龙。

如果你的望远镜足够给力,你可以看到当时地球上陆地的景象,可能还会分辨出植被的颜色。但是,要看到“恐龙”这个具体的目标,那难度就非常大了。你可以想象一下,即使是现在,我们从太空站看地面,也只能看到大片的陆地、海洋、城市,很难分辨出地上的具体生物,除非它们体型特别巨大且数量众多。

6500万年前的地球,和现在的地球表面上看起来不会有太大区别。你可能看到的是一大片绿色的陆地,一些高山,广阔的海洋。恐龙虽然体型庞大,但相对于地球这个整体来说,它们还是渺小的存在。除非你恰好能看到一大群恐龙聚集在一起,并且它们恰好出现在一个能被你望远镜捕捉到的开阔地带,否则单凭望远镜的解析力,很难将它们辨认出来。

更现实地说,即使是我们的哈勃望远镜,能看到的也主要是星系、恒星、星云等天文景象。它能看到遥远星系的光,但要它去看6500万光年外地球上一只恐龙的影子,那是远远不够的。即使是未来最顶尖的望远镜,比如詹姆斯·韦伯空间望远镜,它的主要目标是观测宇宙早期和系外行星的大气成分,而不是在这么遥远的距离上分辨地球上的具体生物。

打个比方,就像你在北京,想用肉眼看清楚上海的一只蚂蚁,这是不可能的。即使你站在一个非常高的地方,也只能看到上海城市的轮廓,而无法看到具体的细节。6500万光年,比这个距离要遥远无数倍。

所以,理论上,你看到的景象是6500万年前的地球,那个时代确实有恐龙。但实际操作中,即使有最先进的望远镜,要“看见”那些恐龙的存在,可能性微乎其微。你大概率只能看到一个远古的地球行星,一个在黑暗宇宙中闪烁着微弱光芒的小点,但无法分辨出上面是否有恐龙在行走。

这就像我们研究宇宙的奥秘一样,我们通过接收来自遥远天体的光,来了解它们过去的样子。而对于地球本身,我们有其他更直接的方式来了解恐龙的时代,比如通过地质层发现的化石,以及它们留下的痕迹。从6500万光年外去看地球上的恐龙,更像是一种哲学式的思考,它提醒我们,我们所见到的所有事物,都是过去某一个时间点的投影。

网友意见

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谢邀。理论上是有可能的,但是实际上要真正看到恐龙很难。

6500万年前,一个阳光灿烂的日子里,一群恐龙在原野上悠闲地漫步。太阳向地球不断倾泻这大量的光子。落在恐龙身上的光子部分被它们吸收了,其余光子从恐龙身上反射。有些光子朝不同方向奔向太空。

图片来自Walking with Dinosaurs | BBC Earth | Shows | BBC Earth

现在,一个外星人从6500万光年外注视地球,运气好的话,可能会有一两个从某只恐龙身上反射过来的光子经历了6500万年的漫长旅程,落入他的眼睛。不过这恐怕意义不大,这个外星人完全无法得知他目击了统治地球的巨无霸。

“看见恐龙”的最低要求应该是至少恐龙能够显示为1个像素。这样外星人就能看见一个颜色与背景不一样的物体在地球表面慢慢移动,可以推断出这可能是一个动物。至于更多的细节,我们暂时就不奢望了。

为了达到这个要求,外星人需要建造一个天文尺度的望远镜。


望远镜的角分辨率和口径相关。望远镜口径越大,就能看到更细小的物体。从上图我们可以看出一个体长20米的恐龙在外星人的望远镜下视角有多大。

望远镜的角分辨率和口径的关系是这样的:

角分辨率 = 1.22 x 波长 / 望远镜直径

所有需要的数字都是已知的。这只恐龙在外星人眼中的视角可以从上图算出,这个数字很小我们就不写了;光波长我们可以取可见光波长的中间值,550纳米。这样,我们就可以计算出,外星人的望远镜口径为约2光年。

如果这个望远镜可以探测到波长较短的X射线或伽马射线,也许可以降低对口径的要求。不过,太阳光中比例最大的就是可见光。一个短波望远镜估计很难看到什么东西。

建造这样一个硕大无朋的望远镜需要的技术和物力都是我们难以想象的。但是,我们假设这是一个征服了整个星系的三级文明,而且里面的成员都是偏执狂,他们固执地相信巨舰大炮的哲学,非常热衷于建造巨型望远镜。这个2光年口径的望远镜只能看见地球上慢慢爬行的单个像素,他们当然不会满意。至少,他们想要达到下图这样的分辨率。

此外,上面的计算把恐龙简化成了真空中的球形恐龙,只使用了它的体长进行计算。如果考虑到它细长的身材,上图的分辨率是完全必要的。

不过,追求高分辨率的代价就是,望远镜口径增加到了原来的5倍:现在是10光年了。但是不要低估了这些土豪外星人的决心,玩得起2光年望远镜的外星人根本不在乎再增加8光年。

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