82. 我们可以看多远

侯工

我们可以看多远？在学术上，这叫做视域半径。在大雾天气，视域半径只有几十米；在晴朗天气，视域半径可达几十千米；而在太空，最好的望远镜的视域半径最远可达宇宙半径，再远就看不到了。

为什么最好的望远镜最远也只能看到宇宙半径远的地方？假设宇宙球面上有一个天体与我们的圆心角为1弧度，按照弧度定义，其距离等于宇宙半径138亿光年（宇宙球面以光速沿着径向膨胀，宇宙年龄138亿年），如果它现在向我们发出一道光线，那么要在138亿年后我们才能看到【注1】。而我们现在看到138亿光年远的天体，说明它是138亿年前发出的光线，也就是宇宙刚诞生时发出的光线，它的位置刚好在宇宙的原点，而且发射光线的天体与我们的圆心角刚好是1弧度。这个天体如果还存在的话，在球面上与我们的距离刚好等于宇宙半径。圆心角小于1弧度的天体，其实体与我们的距离小于宇宙半径。圆心角大于1弧度的天体，其实体与我们的距离大于宇宙半径，其最初发出的光线还没有传播到我们的眼睛，最好的望远镜也看不到它，所以最好的望远镜最远也只能看到宇宙半径远的地方。

通过计算，视域面积占宇宙球面总面积的21%，还有79%的天体人类是无法观测的，这一点在计算宇宙参数时很容易被忽略。有人可能就将这79%的天体当成暗物质了，结果派出飞船去寻找。以光速飞行都要138亿年才能到达“暗物质”的天体，以人造飞船的速度，不知要多久才可以找到“暗物质”的天体呢？【注2】

【注1】这是假设宇宙球面不再膨胀的情况下，此光线经138亿年可传播到我们的眼睛。但是实际上宇宙在膨胀，所以这光线永远不可能传播到我们的眼睛，因为138亿年后，两者的距离已经变成2倍（276亿光年）了，而光传播的距离只有138亿光年，那剩下的138亿光年是永远都补不上的。

【注2】道理与【注1】一样，实际上，由于宇宙在膨胀，即使以光速飞行的飞船，也永远不能到达视域的边缘。