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宇宙是什么颜色?“宇宙拿铁”代表原始设定版宇宙光线

2021-08-24 15:29     来源:cnBeta     X射线伽马射线
北京时间8月24日消息,据国外媒体报道,当你仰望夜空时,难免会觉得宇宙就像一片黑暗的深海。但如果能将宇宙中所有发光星体发出的可见光都测量一番,宇宙的平均颜色又是什么呢?让我们直说吧:宇宙并不是黑色的。黑并不是一种颜色,只是说明缺少可探测光线而已。相反,颜色则是可见光的产物,由宇宙中的恒星和星系所创造。

天体物理学家曽开展一项研究,对几万个星系发出的光线进行了测量,然后将这些光线合并到了同一个光谱中,从而得出了整个宇宙的平均颜色。

宇宙光谱

恒星和星系会释放出电磁辐射波,根据波长可以分为若干组。从最短的波长到最长的波长,这些组分别为伽马射线、X射线、紫外光、可见光、红外光、微波、以及无线电波。

可见光的波长范围在电磁光谱中只占一小部分,但人的肉眼也只能看见这一部分的光线。我们所感知到的各种色彩其实是不同波长的可见光,其中红色和橙色波长较长,蓝色和紫色则波长较短。恒星或星系的可见光谱可用于衡量其释放出的光线亮度和波长,后者反过来又可用于确定该恒星或星系的平均颜色。

2002年,澳大利亚的2度视场星系红移巡天项目记录了可观测宇宙内超过20万个星系的可见光谱。天体物理学家将这些星系的光谱全部合并在一起,从而创造出了一道能够准确代表整个宇宙的可见光谱,称之为“宇宙光谱”。

宇宙光谱代表了宇宙中以不同波长的光线释放出的能量总和,而这道宇宙光谱反过来又帮助他们确定了宇宙的平均颜色。

颜色转化

随后天体物理学家使用了一套颜色匹配程序,将宇宙光谱转化成了一种人类肉眼可见的单色。

人眼有三类视锥细胞,分别可以接收不同范围内的可见光波长。这就意味着,我们有时无法将特定颜色归入任何一个范围中,因此对颜色的判断会存在“盲点”。我们看见的颜色还要取决于我们观察物体时、用来作为“白光”的参照物是什么。即使是同一件物体,在光线明亮的室内和室外,颜色也可能显得略有不同。

不过,国际照明委员会于1931年创造了“CIE色彩空间”的概念,将每种颜色以一名标准人类观察者所见的波长组合来定义。该团队的计算机模型使用的正是这套色彩体系。

据判断,宇宙的平均颜色应当是一种和白色很接近的米色调。虽然算不上耸人听闻,但这个结果也并不令人意外,毕竟将可见光的所有波长组合在一起,得到的就是白光,而宇宙光谱几乎覆盖了可见光波段的所有波长。

这种新颜色最终被命名为“宇宙拿铁”,拿铁在意大利语中是“牛奶”的意思。其它选项还有“宇布奇诺”(宇宙+卡布奇诺)、“大爆米”(大爆炸+米色)、“原始蛤蜊浓汤”(宇宙原始汤)等等。

消除红移

宇宙光谱的关键意义在于,它代表了“原始设定”版的宇宙光线,即光线在宇宙中传播时的模样,而不是传到地球上之后、在我们眼中的模样。

和所有波一样,光波也会受到多普勒效应的影响,在远距离传播时会被拉长。光被拉长后,波长便会增加,颜色也会随之向光谱的红端偏移,即天文学家所说的“红移”。这就意味着,我们见到的光线已经不是最初由天体发射出的光线了。

因此,如果你能站在制高点俯瞰整个宇宙,所有星系、恒星和星云释放出的光芒全部汇集于你的双目之中,“宇宙拿铁”就是你所见到的颜色了。


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