天文科普:宇宙是什么顏色?
來源:新浪科技
發(fā)布時間:2021-08-25
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  新浪科技訊 北京時間8月24日消息,據(jù)國外媒體報道,當你仰望夜空時,難免會覺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)出的可見光都測量一番,宇宙的平均顏色又是什么呢?

  讓我們直說吧:宇宙并不是黑色的。

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

  天體物理學家曽開展一項研究,對幾萬個星系發(fā)出的光線進行了測量,然后將這些光線合并到了同一個光譜中,從而得出了整個宇宙的平均顏色。

  宇宙光譜

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

  可見光的波長范圍在電磁光譜中只占一小部分,但人的肉眼也只能看見這一部分的光線。我們所感知到的各種色彩其實是不同波長的可見光,其中紅色和橙色波長較長,藍色和紫色則波長較短。恒星或星系的可見光譜可用于衡量其釋放出的光線亮度和波長,后者反過來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度視場星系紅移巡天項目記錄了可觀測宇宙內(nèi)超過20萬個星系的可見光譜。天體物理學家將這些星系的光譜全部合并在一起,從而創(chuàng)造出了一道能夠準確代表整個宇宙的可見光譜,稱之為“宇宙光譜”。

  宇宙光譜代表了宇宙中以不同波長的光線釋放出的能量總和,而這道宇宙光譜反過來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的單色。

  人眼有三類視錐細胞,分別可以接收不同范圍內(nèi)的可見光波長。這就意味著,我們有時無法將特定顏色歸入任何一個范圍中,因此對顏色的判斷會存在“盲點”。我們看見的顏色還要取決于我們觀察物體時、用來作為“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,國際照明委員會于1931年創(chuàng)造了“CIE色彩空間”的概念,將每種顏色以一名標準人類觀察者所見的波長組合來定義。該團隊的計算機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)當是一種和白色很接近的米色調(diào)。雖然算不上聳人聽聞,但這個結(jié)果也并不令人意外,畢竟將可見光的所有波長組合在一起,得到的就是白光,而宇宙光譜幾乎覆蓋了可見光波段的所有波長。

  這種新顏色最終被命名為“宇宙拿鐵”,拿鐵在意大利語中是“牛奶”的意思。其它選項還有“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,光波也會受到多普勒效應(yīng)的影響,在遠距離傳播時會被拉長。光被拉長后,波長便會增加,顏色也會隨之向光譜的紅端偏移,即天文學家所說的“紅移”。這就意味著,我們見到的光線已經(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俯瞰整個宇宙,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”就是你所見到的顏色了。


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