既然光速限定,那麼遠處的天體不同部分之間的光傳遞到地球也要有差別吧?有觀測到嗎?比如遙遠星系的形變?


題主問了一個好問題,答案是肯定的:這種形變確實存在。

VSauce(https://youtu.be/mQ0hS7l9ckY)有一集專門講這個問題。

先從照相機講起。數字相機和光學相機不一樣,它是通過逐行掃描方式來生成圖片的。這樣,照片不同部分實際上是不同時間的影像。一般來說沒有問題,但是如果目標移動很快,照片上就會呈現滾動快門效果(Rolling Shutter Efffect),比如下面的飛機螺旋槳和吉他弦的振動效果。

下面這張照片拍下了小孩眨眼的瞬間。由於左邊和右邊圖像生成時間的差異,它們分別拍下了眨眼過程中不同的階段。

這個滾動快門效果是由於快門掃描速度造成的。而在宇宙中,由於光速有限,滾動快門效果也存在。以仙女座星係為例,它對著我們的角度是傾斜的,而它的直徑超過20萬光年。所以它前端的光和後端的光到達我們時間會相差10萬年以上。加上星系本身的旋轉,我們也許應該看見這樣的圖像(以一個旋轉的棋盤為例子)。

從技術上來說,這種效果應該存在,但是實際上,效果小到可以忽略不記 的地步。這是因為星系的旋轉速度實在太慢,轉一圈要上億年的時間。在下面的仙女座星系照片中,滾動快門效果造成的扭曲最大的部分小於1個像素。


當年著名的類星體3C273噴流疑似超光速事件。當噴流指向地球時由於看到星系和噴流不同部分的時間不一樣,噴流本身只要達到高亞光速就足以造成視超光速效果。


有,不過一般來說對於星系旋臂之類的照片都不需要修正,影響實在太小。


在星系徑度和傳播時間的尺度上 這個旋轉的面光源在接收面產生的彎曲可以說非常小了。

具體分析應該考慮 面動光源(旋轉)的問題。

光學相機是記錄波前的。所以一張就是一張。而看樓上描述數碼相機是一張是n張的疊加。

那麼用納秒光電器件頻率在10^-9s不就行了,但納秒光電器件拍出來的還是靜態的啊,還是"彎曲"過的圖形啊,還是彎曲的圖形在1s內的旋轉變化呢,這玩意主要用在拍干涉圖。

應該說,不管你怎麼拍,所有圖形都是形變過的,是距離不同+為了使距離相同而旋轉造成的。只是我們在分析時把它當作了靜態點光源。


相對於地球到遙遠星系的距離,星系的尺度非常小,相應的形變應該也很小。


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