遥远天际：人类目力所及之最

我们可见最遥远的事情是什么？-不使用任何设备，人眼可观测到夜空超过9000个独立的亮点，但这仅是浩瀚夜空的一部分


什么是最遥远的-詹姆斯·韦伯太空望远镜捕捉到的遥远星系。（图片来源：NASA,ESA,CSA和STScl）

对于肉眼来说，夜空有着超过9000个单独的光点，但这个视角只覆盖了宇宙的一小部分。最近的可见恒星系统是半人马座阿尔法星，距离我们大约4.25光年。在这个三星系统中最近的恒星是比邻星，但因为它是一颗红矮星，所以没有望远镜就无法看到它。肉眼可以看到的最远的恒星是V762 Cas，这是一颗距离我们16000光年远的变星。虽然它的亮度可能是太阳的10万倍，但这个令人难以置信的距离意味着它在理想条件下徘徊在典型的人类夜视边缘。我们不用望远镜就能看到的所有恒星都比太阳大得多。


像太阳和较小的恒星太暗了，无法克服它们与我们之间光年的距离，使它们看不见。如果没有到V762 Cas的距离所包含的体积，大约有9000颗可见恒星-以及超过100万颗看不见的恒星。虽然V762 as是我们用肉眼可以看到的最远的恒星，但它不是我们在没有望远镜的情况下可以看到的最远的东西。这个荣誉归于仙女座星系。它包含了超过一万亿颗恒星，在我们看来，它是一个模糊的补丁，大约有伸出的拳头那么大。


当你看着仙女座星系时，你所接收到的光线是250万年前开始的。一些闪光和爆炸飙升到令人难以置信的亮度水平，使它们暂时可见，即使在极端的距离。例如，在2008年，伽玛射线暴GRB 080319B肉眼可见约30秒。

什么是最遥远的

在75亿光年之外。这意味着当伽马射线爆发的光第一次开始它的旅程时，我们的太阳系甚至还没有形成。当伽利略在17世纪初完善了天文望远镜时，宇宙在我们面前出现了。望远镜使我们能够看到更暗的物体，因为它们可以收集更多的光线和更远的物体，因为它们还可以放大图像。尽管如此，即使使用我们最先进的地面和天基望远镜以及最全面的调查，我们仍然只能绘制银河系中不到3%的恒星，以及可观测宇宙中不到1%的星系。最遥远的星系仍然是我们无法到达的；它们太暗，太小，我们无法探测到。


但大自然给了我们一个小技巧，我们可以利用它偶尔向宇宙深处推进。当来自遥远恒星或星系的光穿过一个大质量星团时，该星团的引力可以将图像放大-在某些情况下，可以放大10,000倍或更多。正是通过这种引力透镜的技巧，天文学家可以探测到已知最遥远的单星，命名为Earendel（是的，这是一个“指环王”的参考，来自盎格鲁-撒克逊神话的晨星），目前位于280亿光年之外。这颗恒星在宇宙大爆炸后仅9亿年就出现在了宇宙中，使其成为宇宙中出现的第一代恒星。天文学家使用类似的引力透镜技术，使用詹姆斯韦伯太空望远镜精确测量到JADES-GS-z13-0的距离，这是已知最遥远的星系。它目前被发现超过336亿光年远，形成时我们的宇宙只有4亿年。


除此之外，我们仍然可以看到宇宙物体，但要做到这一点，我们必须切换到其他波长的光。在微波中，我们被宇宙微波背景的辉光所包围，宇宙微波背景的光是在宇宙38万年前产生的，并从等离子体过渡到中性气体。从那时起，这种光就浸透了宇宙，几乎位于可观测宇宙的边缘。


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例如，在大爆炸最早的时刻，奇异的过程产生了大量被称为中微子的幽灵粒子，并且正在寻找这个遗物种群。在大爆炸的第一秒内，更奇特的过程可能会淹没宇宙的引力波。像大爆炸观察者这样的拟议任务可能会捕捉到这种残余信号的微弱痕迹。如果被发现，它将是迄今为止我们可能看到的最遥远的东西。

By：Paul Sutter

FY: 何丹怀

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