【{$randkws}】我们如何获得宇宙正在膨胀的证据? - {$web_name} 并没有随时间推移而转变

来源:害群之马网 | 栏目:时尚 | 2026-06-15 10:04:34
天体物理学家曾经相信宇宙是静态的,只包含银河系,但后来的科学探究明确表明,事实并非如此。
天体物理学家曾经相信宇宙是静态的,只包含银河系,城市生活攻略但后来的科学探究明确表明,事实并非如此。
(神秘的地球uux.cn报导)据新浪技术:不到一百年前,天文学家还觉得银河系是宇宙中唯一的星系,望远镜捕捉到的含混星云则都是银河系范围内的气体云。各类结局表明,宇宙是静态的,并没有随时间推移而转变。一个例外是美国天文学家维斯托·斯里弗的察觉。
宇宙为什么会膨胀?科学家找到缘由,熵增才是本周国产电影观察宇宙的动力
早在1912年,他就注意到仙女座星云正以每秒300公里的速度向太阳移动。以便确定这一点,他运用了多普勒效应,即由于波源(或观测者)的运动而引发的波动频率转变。在听闻救护车或喇叭移向或远离我们的时候,我们都会感受到多普勒效应。假如移向我们,声波会被压缩,音调也会更高;假如远离我们,声波会被拉长,音调也会下降。光波也是如此。斯里弗推测,仙女座星云正向我们移动,由于它的光移到了光谱的蓝端。
斯里弗是官方港片经典体验对的。我们如今得知,仙女座星系不只在向我们移动,并且将在大约四五十亿年后与银河系碰撞——形成“银河仙女座”(Milkdromeda)星系。
到1917年,斯里弗测量了其他几个星云的径向速度(物体向观察者方向移动的速度分量),得出结论称,它们正红移,即远离我们。在欧洲,差不多没有科学家听说过斯里弗的探究结局。即使在美国,他的观点也存在风波。1917年,爱因斯坦用全新的广义相对论提出了现代的第一个宇宙模型,他假设宇宙是静态的。
1920年的全面复出消息资讯大辩论
1920年4月20日,在美国全国科学院的赞助下,威尔逊山天文台的哈洛·沙普利与匹兹堡阿勒格尼天文台的希伯·柯蒂斯展开了一场辩论,研究星系的本质。星云究竟是不是银河系外的“岛屿宇宙”?银河系是不是唯一的星系,被浩瀚的真空所包围?这次辩论被称为“沙普利-柯蒂斯之争”,也被称为“世纪天文大辩论”(Great Debate)。这是一个有力的例子,说明了初步资料可以用各类各异的方式开展阐释,而所有这些方式似乎都是合理的。另一方面,这也说明了为什么更好的资料针对健全的科学探究是至关重大的。
沙普利觉得,银河系比大多数人想象的要大得多,所以有足够的空间容纳所有的星云。柯蒂斯提出了相反的观点,觉得星云是银河系之外的其他星系。尽管沙普利似乎在这场辩论中占了上风,但最后的结局并不是确定性的。
哈勃的规范烛光
埃德温·哈勃正是在这时候介入了,他想要彻底落幕这场争论。
哈勃运用威尔逊山天文台的2.54米胡克望远镜,在其他星云中察觉了天文学家所说的“规范烛光”,也就是具有已知亮度的光源。想象一下,在一个黑暗的夜晚,你把一样的手电筒放在空旷场地的各异距离上,经由测量它们的相对亮度,就可以运用平方反比定律(光的强度与光源距离的平方成反比)来确定它们与你的距离。
哈勃在许多星系中都察觉了规范烛光:一类被称为“造父变星”的恒星具有相当典型的脉动周期。哈佛大学天文台的亨丽爱塔·勒维特在造父变星方面做出了杰出的贡献,察觉了这类恒星的周光关系,使得后来的天文学家能够计算地球与遥远星系间的距离。从邻近的光源着手,哈勃兴办了一个“宇宙距离阶梯”,用他确定的规范烛光测量更遥远的星系距离。
1924年初,哈勃写信给沙普利,强调自己在仙女座星云中察觉了造父变星。沙普利随即明白,他对宇宙的观点已然过时。到1924年底,哈勃已然在仙女座星云和其他22个螺旋星云中察觉了几十个造父变星,它们之间的距离达数百万光年。大辩论落幕了:宇宙是由“岛屿宇宙”组成的,这些星系相距遥远。可是,此时的宇宙依然是静态的。
从静态宇宙到哈勃定律
另外,一些宇宙理论模型提出了与爱因斯坦相反的观点。宇宙会随着时间而改变。假如是这样的话,星系应该会在空间的拉伸下彼此原理,就像漂浮在河流中的软木塞一样。
1917年,荷兰天文学家、物理学家威廉·德西特提出,一个拥有“宇宙学常数”的空宇宙将以指数级速度膨胀。(爱因斯坦在1917年提出了一个宇宙学常数,用来抵消引力场的作用,使他的方程能有静态宇宙的解。除去此项,宇宙就会高效增长。)
1922年,俄罗斯宇宙学家亚历山大·弗里德曼提出,即使没有宇宙学常数,宇宙也可以膨胀和收缩,这取决于宇宙中含有多少物质。几年后,比利时神父兼天体物理学家乔治·勒梅特提出了一个原始原子模型,在这个模型中,宇宙从一个巨大的放射性中子球的衰变中诞生,并持续膨胀,形成星系和恒星。
这些理论或许很令人兴奋,但只有资料才能给理论注入生命。经过细致的探究,1929年,哈勃和他的助手米尔顿·赫马森亮相,他们的观测结局扶持了宇宙正膨胀的观点。哈勃确定了他所需要的规范烛光——在46个星系中那些相当明亮的恒星,乃至比造父变星还要亮。他得出结论,星系彼此远离的速度与它们的距离成正比。这种关系原先被称为哈勃定律,如今被改为哈勃-勒梅特定律,是刻画宇宙如何膨胀的理论基础。
宇宙膨胀并不像炸弹爆炸
人们常常把宇宙的膨胀与炸弹的爆炸相混淆,但二者毫无相似之处。炸弹有一个爆炸中心,弹片会从这个中心点飞离,周围空间则身为背景维持固定。相比之下,宇宙的膨胀就是空间本身的膨胀,就好比你脚下的地面着手向两个方向伸展(由于地面是二维的),连同地面上的一切也着手互相远离。就像一个摆着许多课桌的教室,当地面延伸时,课桌也会移开距离。假如每张课桌都是一个星系,那么随着空间的膨胀,所有星系都会彼此远离。没有哪个比另一个更重大。
在膨胀的宇宙中,没有哪一点比其他任何一点更重大。回溯宇宙的历史,所有的点最后都汇聚在一起;那是大爆炸的时刻,发生在大约138亿年前,标志着宇宙膨胀的着手。

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