当你仰望夜空时,很容易认为宇宙是一片永无止境的黑色海洋。但是如果你测量所有发光天体的可见光,宇宙的平均颜色会是什么?
让我们先解决这个问题:它不是黑色的。
“黑色不是一种颜色。”英国利物浦约翰摩尔斯大学天体物理学研究所教授伊万·鲍德利告诉 Live Science。“黑色只是没有可检测的光。”“ 相反,颜色是可见光的结果,可见光是由恒星和星系在整个宇宙中产生的。”
2002 年,Baldry 和澳大利亚斯威本科技大学天体物理学和超级计算中心的杰出教授 Karl Glazebrook 共同领导了一项发表在《天体物理学杂志》上的研究,该研究测量了来自数万个星系的光并结合它变成了代表整个宇宙的奇异光谱。
通过这样做,他们能够计算出宇宙的平均颜色。
宇宙光谱
恒星和星系会发出电磁辐射波,根据发出的波的长度将其分为不同的组。从最短到最长波长,这些组包括伽马射线、X 射线、紫外线、可见光、红外线辐射、微波和无线电波。
就波长范围而言,可见光仅占电磁波谱的一小部分,但它是肉眼唯一能看到的部分。我们所感知的颜色实际上只是不同波长的可见光;红色和橙色的波长较长,蓝色和紫色的波长较短。
Baldry 说:“恒星或星系的可见光谱是衡量恒星或星系发出的光的亮度和波长的量度,反过来又可用于确定恒星或星系的平均颜色。”
2002 年,澳大利亚的 2dF 星系红移巡天——这是当时有史以来规模最大的星系巡天——捕获了来自可观测宇宙的 200,000 多个星系的可见光谱。通过结合所有这些星系的光谱,Baldry 和 Glazebrook 的团队能够创建一个准确代表整个宇宙的可见光谱,称为宇宙光谱。
Baldry 和 Glazebrook在 2002 年基于他们的发现在另一篇非同行评议的在线论文中写道:“光谱代表了宇宙中以不同光学波长发射的所有能量的总和。 反过来,宇宙光谱使他们能够确定宇宙的平均颜色。”
颜色转换
Baldry 说:“研究人员使用颜色匹配计算机程序将宇宙光谱转换为人类可见的单一颜色。”
我们的眼睛有三种类型的光敏锥体,每一种都能帮助我们感知不同范围的可见光波长。Baldry 和 Glazebrook 在他们的在线论文中写道,这意味着我们存在某些盲点,我们无法正确记录这些范围之间的某些波长颜色。我们看到的颜色还取决于我们观察物体时对白光的参考。例如,与阴天的室外相比,在明亮的房间中物体的颜色可能会有所不同。
然而,国际照明委员会于 1931 年创建的CIE 色彩空间通过将颜色归因于标准人类观察者所看到的不同波长组合来补偿我们的视觉限制,这正是该团队的计算机模型所使用的。
该团队确定宇宙的平均颜色是与白色相差不远的米色。虽然这是一个相当无聊的发现,但考虑到白光是所有不同波长的可见光组合的结果,而宇宙光谱包括如此广泛的波长范围,这并不令人惊讶。
在对整个研究团队进行民意调查后,这种新颜色最终被命名为“宇宙拿铁”,它是基于意大利语中牛奶的意思。其他建议包括卡布奇诺cosmico,大爆炸米色和原始蛤蜊杂烩。
解除红色
Balrdy 和 Glazebrook 在他们的在线论文中写道,宇宙光谱的一个关键概念是它代表了“最初设想的”宇宙之光。这意味着它代表了整个宇宙发出的光,而不仅仅是今天在地球上呈现给我们的光。
像所有波一样,由于多普勒效应,光会被拉伸到很远的距离。当光被拉伸时,它的波长增加,它的颜色向光谱的红色端移动,天文学家称之为红移。这意味着我们看到的光与它第一次发出时的颜色不同。
“我们从星系的光谱中消除了红移的影响。”鲍德里说。“所以,这是星系发出光时的光谱。”
“因此,宇宙拿铁是一种颜色,如果你能从上面俯视宇宙,同时看到来自每个星系、恒星和气体云的所有光,你就会看到这种颜色。”鲍德利说。
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