光——宇宙中的最重要物质，在天文学上有多重要的作用？

lillian0630

根据《圣经》的描述，造物主在创造这个世界的时候，最先创造的就是光。

光，是宇宙中最奇特的一种东西。根据爱因斯坦的相对论，宇宙中没有任何物体可以超过光速，因此光速成为了束缚这个宇宙的最高级法则之一。而对于我们生物来说，通过光来产生视觉效果，也是认知这个世界的最有效方法。

可以说，如果没有光，很难想象这个宇宙是什么样的。看起来，从几千年前到现在，人类始终都有着一个共识：光在宇宙中几乎是最重要的。

在天文学中，光则成为了最重要的研究工具，帮助我们进行各种宇宙观测。那么，我们都通过光来进行哪些宇宙观测呢？

1858年秋到1859年夏，德国化学家本生在把不同的元素放到他特制的本生灯上进行燃烧时，意外发现了不同元素的燃烧产生不同颜色的火焰。后来通过基尔霍夫的提示和帮助，他们利用分光镜对火焰的光谱进行分析，确定了不同元素的燃烧会产生不同的光谱，这就是著名的光谱分析法。

到了今天，光谱分析被应用在天文学领域上，起到了重要的作用。这种方法非常灵敏，某种元素在物质中的含量即使仅有10^-10克，也可以被清晰地分辨出来。通过这个方法，我们可以判断一个天体含有哪些元素。即使是远在几十上百光年以外的恒星，只要通过对它光谱的分析，科学家就可以判断它内部含有那些元素，金属丰度等等。

另一方面，恒星的亮度还可以帮助我们寻找系外行星。

系外行星非常小，本身又不发光，因此观测起来是非常困难的，甚至可以说，我们无法直接观测到它们。不过，系外行星在挡在地球和它的宿主恒星之间时，会导致其宿主恒星的光度有微弱的变化。就好像晚上的路灯照在地上的影子，有的时候会有小黑影出现，我们就知道有虫子飞过。

虽然系外行星遮挡其宿主恒星没有这么明显，但是人类的设备已经足以检测出来。通过这个方法，人类已经发现了数千颗系外行星。

同时，我们利用光的波长，可以知道河外星系与我们的距离。

我们经常能够看到科学家介绍某个河外星系的时候，说它们距离我们有多远多远，动辄几百万光年，甚至几十几百亿光年，这都是怎么计算的呢？

其实，这利用的就是光的多普勒效应。所谓的多普勒效应，就是波在远离接收者的时候，波长会显得更长。最常见的就是我们听车辆的声音，靠近我们时，车的音调会变高，声音变尖，远离我们的时候就会音调变低。

而应用到光上，那就体现在光的颜色上，当一个天体远离我们，它的光波长也会显得更长，颜色上就会偏红色，这就是红移现象。而通过计算红移的数值，科学家就可以判断这个天体的距离。因此，对于河外星系或者黑洞之类天体的距离，科学家就通过这个方式来判断。

实际上，光在宇宙中扮演的角色比我们介绍的要多得多，甚至很可能比我们了解的也要重要得多。包括判断一颗恒星的演化阶段、了解恒星的温度、质量等等方面，以及暂时还未知的方面，光都是我们最有力的工具。

我们不知道《圣经》的作者当初只是偶然把光写成造物主第一个创造的东西，还是他本人也认为光是那么的重要。总之，人类对光的研究不会停止，这些研究也将帮助我们更好地了解这个宇宙。


本文选自：今日头条