天文科普:宇宙是什么顏色?
來(lái)源:新浪科技
發(fā)布時(shí)間:2021-08-25
瀏覽次數(shù):1886

  新浪科技訊 北京時(shí)間8月24日消息,據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,當(dāng)你仰望夜空時(shí),難免會(huì)覺(jué)得宇宙就像一片黑暗的深海。但如果能將宇宙中所有發(fā)光星體發(fā)出的可見(jiàn)光都測(cè)量一番,宇宙的平均顏色又是什么呢?

  讓我們直說(shuō)吧:宇宙并不是黑色的。

  黑并不是一種顏色,只是說(shuō)明缺少可探測(cè)光線而已。相反,顏色則是可見(jiàn)光的產(chǎn)物,由宇宙中的恒星和星系所創(chuàng)造。

  天體物理學(xué)家曽開(kāi)展一項(xiàng)研究,對(duì)幾萬(wàn)個(gè)星系發(fā)出的光線進(jìn)行了測(cè)量,然后將這些光線合并到了同一個(gè)光譜中,從而得出了整個(gè)宇宙的平均顏色。

  宇宙光譜

  恒星和星系會(huì)釋放出電磁輻射波,根據(jù)波長(zhǎng)可以分為若干組。從最短的波長(zhǎng)到最長(zhǎng)的波長(zhǎng),這些組分別為伽馬射線、X射線、紫外光、可見(jiàn)光、紅外光、微波、以及無(wú)線電波。

  可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍在電磁光譜中只占一小部分,但人的肉眼也只能看見(jiàn)這一部分的光線。我們所感知到的各種色彩其實(shí)是不同波長(zhǎng)的可見(jiàn)光,其中紅色和橙色波長(zhǎng)較長(zhǎng),藍(lán)色和紫色則波長(zhǎng)較短。恒星或星系的可見(jiàn)光譜可用于衡量其釋放出的光線亮度和波長(zhǎng),后者反過(guò)來(lái)又可用于確定該恒星或星系的平均顏色。

  2002年,澳大利亞的2度視場(chǎng)星系紅移巡天項(xiàng)目記錄了可觀測(cè)宇宙內(nèi)超過(guò)20萬(wàn)個(gè)星系的可見(jiàn)光譜。天體物理學(xué)家將這些星系的光譜全部合并在一起,從而創(chuàng)造出了一道能夠準(zhǔn)確代表整個(gè)宇宙的可見(jiàn)光譜,稱之為“宇宙光譜”。

  宇宙光譜代表了宇宙中以不同波長(zhǎng)的光線釋放出的能量總和,而這道宇宙光譜反過(guò)來(lái)又幫助他們確定了宇宙的平均顏色。

  顏色轉(zhuǎn)化

  隨后天體物理學(xué)家使用了一套顏色匹配程序,將宇宙光譜轉(zhuǎn)化成了一種人類肉眼可見(jiàn)的單色。

  人眼有三類視錐細(xì)胞,分別可以接收不同范圍內(nèi)的可見(jiàn)光波長(zhǎng)。這就意味著,我們有時(shí)無(wú)法將特定顏色歸入任何一個(gè)范圍中,因此對(duì)顏色的判斷會(huì)存在“盲點(diǎn)”。我們看見(jiàn)的顏色還要取決于我們觀察物體時(shí)、用來(lái)作為“白光”的參照物是什么。即使是同一件物體,在光線明亮的室內(nèi)和室外,顏色也可能顯得略有不同。

  不過(guò),國(guó)際照明委員會(huì)于1931年創(chuàng)造了“CIE色彩空間”的概念,將每種顏色以一名標(biāo)準(zhǔn)人類觀察者所見(jiàn)的波長(zhǎng)組合來(lái)定義。該團(tuán)隊(duì)的計(jì)算機(jī)模型使用的正是這套色彩體系。

  據(jù)判斷,宇宙的平均顏色應(yīng)當(dāng)是一種和白色很接近的米色調(diào)。雖然算不上聳人聽(tīng)聞,但這個(gè)結(jié)果也并不令人意外,畢竟將可見(jiàn)光的所有波長(zhǎng)組合在一起,得到的就是白光,而宇宙光譜幾乎覆蓋了可見(jiàn)光波段的所有波長(zhǎng)。

  這種新顏色最終被命名為“宇宙拿鐵”,拿鐵在意大利語(yǔ)中是“牛奶”的意思。其它選項(xiàng)還有“宇布奇諾”(宇宙+卡布奇諾)、“大爆米”(大爆炸+米色)、“原始蛤蜊濃湯”(宇宙原始湯)等等。

  消除紅移

  宇宙光譜的關(guān)鍵意義在于,它代表了“原始設(shè)定”版的宇宙光線,即光線在宇宙中傳播時(shí)的模樣,而不是傳到地球上之后、在我們眼中的模樣。

  和所有波一樣,光波也會(huì)受到多普勒效應(yīng)的影響,在遠(yuǎn)距離傳播時(shí)會(huì)被拉長(zhǎng)。光被拉長(zhǎng)后,波長(zhǎng)便會(huì)增加,顏色也會(huì)隨之向光譜的紅端偏移,即天文學(xué)家所說(shuō)的“紅移”。這就意味著,我們見(jiàn)到的光線已經(jīng)不是最初由天體發(fā)射出的光線了。

  因此,如果你能站在制高點(diǎn)俯瞰整個(gè)宇宙,所有星系、恒星和星云釋放出的光芒全部匯集于你的雙目之中,“宇宙拿鐵”就是你所見(jiàn)到的顏色了。


歡迎掃碼入群!

深圳科普將定期推出

公益、免費(fèi)、優(yōu)惠的活動(dòng)和科普好物!


聽(tīng)說(shuō),打賞我的人最后都找到了真愛(ài)。
做科普,我們是認(rèn)真的!
掃描關(guān)注深i科普公眾號(hào)
加入科普活動(dòng)群
  • 參加最新科普活動(dòng)
  • 認(rèn)識(shí)科普小朋友
  • 成為科學(xué)小記者