新浪科技综合@近大远小？在宇宙中，远处的天体看起来反而更大！新浪科技综合2020-07-09 10:53:130阅
来源：科学大院
还记得《三体·死神永生》里的针眼画师么？
凡是他见过的人 ， 都可以准确无误地画下来 。 但有一人是特例 ， 画师也只能铩羽而归 ， 他便是深水王子 。
故事里的深水王子 ， 远看像一座巨峰 ， 再近些看则变成一个巨人大小 ， 真正接近他时 ， 看到的身高却比普通人还矮半截 。 失败的针眼画师辩解道：“世界上所有的景物 ， 在我们的视野中都是近大远小 ， 这就是透视原理 。 我是西洋画派的画师 ， 西洋画派遵循透视原理 ， 所以我不可能画出（近小远大）的他 。 ”
小说毕竟是小说 ， 对居住在地球上的我们而言 ， 深水王子那般的远大近小只能是反常 ， 而近大远小才是真理 。 可是如果放眼宇宙 ， 类似深水王子这样的特例真的不成立吗？
远小近大 ， 深入人心的透视原理
【新浪科技综合@近大远小？在宇宙中，远处的天体看起来反而更大！新浪科技综合2020-07-09 10:53:130阅】很多初学绘画的人 ， 经常会听到透视这一概念 。 在评判一副画时 ， 常常会提到 ， 这幅画的透视关系不错 ， 那幅画的透视比例不对等等 。
世界是三维的 ， 而画在纸上的画是二维的 。 在日常生活中 ， 由于距离和观察方位的不同 ， 我们看到的人和物的形象 ， 有远近、高低、大小、长短之分 。 为了描摹的画传达到人眼中仍然具有立体感 ， 就有了我们现在总结的透视原理（这里的透视指代照相机式的焦点透视） 。
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图1/13可以很好反映透视原理的一幅简笔画（图片来源：veer图库）达芬奇总结的透视有三种：色彩透视、消逝透视和线透视 。 我们常说的近大远小 ， 就是这条原理里的一个重点 。
在相机发明之前 ， 西方有不少画师是在用手还原摄影师的工作 ， 那时候绘画的任务之一是要能清晰的刻画这个世界 。 皇家贵族们为了给自己造个像让众人敬仰 ， 多半会雇重金请一个画师 ， 自己再隆重打扮一番 ， 安稳得像一个木头人一样坐上几个钟 ， 耐心地等待着画师完稿 。 画师每动一笔 ， 都要确保符合透视原理 ， 保证被画者身体的美观匀称 ， 这样才能确保佣金入袋 。
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图2/13符合透视原理的《蒙娜丽莎》和不符合透视原理的毕加索人物画作（图片来源：维基百科）说到底 ， 透视原理是一种科学与艺术相结合的技法 ， 它的存在无非是为了还原这个世界真实的样子 。 离我们近的东西看起来就大 ， 离我们远的东西看起来就小 。 那么问题来了 ， 我们可以在现实中发现不符合透视原理的特例吗？
如果把地球和宇宙各比喻成一个气球 ， 想象一下下图 ， 你站在a点 ， 同一块披萨到底是放在在b点还是c点显得更大呢？
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图3/13（图片来源：小编自制）我们会想当然地回答：一定是b点披萨看起来更小 。 对于地球这个静止的气球自然是对的 ， 可惜对于宇宙这个气球而言 ， 是不断有东西朝它吹气的 ， 而且在b点和c点的披萨图像想要给a看需要一定的时间延迟 ， 而延迟的过程中这个气球又膨胀了 。 所以 ， 由于地理局限性 ， 一旦将我们的视线放到整个宇宙（逐渐吹起的气球）里 ， 奇怪的事情就发生了 。。。。。。
这个宇宙有点“大小”失衡
我们的宇宙是一个膨胀的宇宙 ， 使得大部分天体都在远离我们 ， 使得它们的光谱往红端移动 。 我们常用红移量（z）来大致表示遥远星体距离我们的远近（这里的红移仅仅是指宇宙学红移 ， 而不包含天体自身运动的红移） 。 红移越大的星体 ， 离我们越远 。 以我们的邻居仙女座星系来说 ， 若有一只上帝之手不断将他推离银河系 ， 我们眼里看到它的图景将会是这样变化的：
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图4/13当上帝之手推动我们的邻居星系M31越来越“远” ， 它的大小在我们眼里如图片那样变化（不考虑颜色变化）（图片来源：作者自绘）可以看到 ， 刚开始星系远离我们时 ， 我们看到它确实是越来越小 ， 不过远到一定程度的时候 ， 怎么我们眼里却反常地变大了？可见 ， 当红移z大于一定值的时候 ， 我们脑海里近大远小的概念崩塌了 。
诡异？有趣？还是Amazing？虽然现实情况下没有一个上帝之手将M31推离我们 ， 但是事件背后的规律是的的确确存在的 ， 这是我们在对宇宙星系大规模巡天得到的结果 。
所以 ， 这样诡异的现象是怎么发生的呢？
解决这样一个问题前 ， 我们还要做一个知乎式的发问 ， 当我们看看星系时 ， 我们到底在看些什么？
是光！是经过千辛万苦到达地球的光！我们看到的并非是星系本身 ， 而是这个星系的光子在宇宙传播后汇聚产生的图像 。 由于宇宙是不断膨胀的 ， 所以我们必须摆脱绝对时空的思维来思考问题 。
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