宇宙居然在膨胀?宇宙深处那些你不知道的事
宇宙散发的独特魅力让人类无限向往。
这些魅力的背后隐藏着跟宇宙有关的秘密,这些秘密随着时间的流逝慢慢地被人类发掘,这些秘密里膨胀速度是最特殊的那个。
如果能够对它进行推论和计算,那么人类就能够破解宇宙延伸的神奇。这项与它有关的研究从一百年前就已经开始。
想要知道人类跟它的渊源,所有的一切都要回到1912年。
【偶然地发现】
时间回拨到1912年的夏天,一名维斯托的天文学家正在进行天文实验。
他用仪器去分析漩涡星云发出的光谱,突然间他发现这些光谱的颜色向蓝色靠拢,这让他意识到漩涡星云正在靠近地球。
两年后,维斯托又测出了其他漩涡星云的速度,再到后来的1917年,维斯托又测出了25个漩涡星云的速度。
通过这些计算的数据,他发现其中有21个漩涡星云正在远离地球,这也是人类第一次观测到宇宙膨胀。
看着远去的漩涡星云,维斯托相信整个宇宙正在不断膨胀,如果说宇宙是一个固定大小的空间,那么漩涡星云就可能会距离地球越来越远。
不过,维斯托的发现并没有引起天文界的重视,又或者说不少天文学家跟他意见不同。他们认为维斯托的结论不对。
当时的主流意见是漩涡星云是处于银河系内,如果说膨胀那也是银河系的膨胀,这样的结论放在整个宇宙身上有些强词夺理。
但是,维斯托的推论还是引起了一些天文学家的重视,他们开始把更多的精力投入到宇宙膨胀速度的课题当中。
在经过反反复复的筛选与计算以后,宇宙膨胀相关的数据模型开始成型。直到1927年,宇宙膨胀速度相关研究迎来了新的进展。
这背后的功臣就是勒梅特和罗伯特逊。这两名天文学家结合数据和理论重新进行了推论,最终得出了一个新的结论。
这个结论就是宇宙在膨胀,星系退行的速度与距离成正比,这一结论引起了哈勃的兴趣,尤其是星云速度和距离的关系。
于是,哈勃重新对这些数据进行推导,结合维斯托的观测数据为参照,在历经几个月的推算与测定以后,一个新的结论出现在了大家的面前。
这个结论就是行星的退行速度和它们与地球的距离几乎成正比,这也就意味着整个宇宙的空间并不固定,宇宙的膨胀是不可否认的事实。
在经过详细的整理以后,哈勃发表了相关论文,这样的结果引起了整个科学界的轰动,宇宙膨胀的事实也被大众接受。
在随后的1931年,哈勃又发表了与宇宙膨胀相关的论文,在这篇论文中,他更加细致地证明了自己提出的宇宙膨胀相关的结论。
这个结论也被人们取名为哈勃定律,如果没有哈勃定律,那么人类对宇宙膨胀的相关研究可能要推迟一些日子。
【测量的结果】
有了哈勃定律作为基础,接下来要做的事情就是对宇宙的膨胀速度进行测量。其中的底层逻辑也很简单。
因为测量宇宙膨胀速度的思路本来就不复杂,只需要判断出远处的天体跑得有多快,距离我们的距离有多远,那就能够推测出宇宙的膨胀速度。
只是由于各个天体的情况不同,所对应的测量方法也就有所差异。比如说有的天体的亮度一直都是固定不变,这其中的代表就是造父变星和la型超新星。
这类超新星就是宇宙当中的灯泡,通过现有的科技手段可以测出它们的光值。如果这类天体的亮度突然变暗,那就说明它们正在远离地球。
这类亮度已知的天体被天文学家命名为标准烛光,它们也是计算膨胀速度不能缺少的参照物,通过它们的已知亮度就可以推论出它们距离地球的距离。
当它们开始远离地球的时候,它们身上的光就会变红变暗。如果我们看到的天体颜色越红,那就说明它移动的速度也就越快。
这个移动的过程就是天文学里的红移,最后再用红移的速度除以天体与地球之间的距离,那么就可以得到一个接近宇宙膨胀速度的数值。
除去这个方法以外,借助宇宙遗迹去计算间接数据也是一种方法。这个遗迹可不是什么巨大的建筑,它的名字是宇宙微波背景辐射。
这类辐射就是宇宙大爆炸以后宇宙留下的余温,它就像一张具有年代感的老照片记录着宇宙过往的点点滴滴。
通过对辐射明暗波动的分析,再结合宇宙演化的模型进行推论,这两种方式相互结合也能够得到宇宙的膨胀速度。
除去这两种方法以外还有第三种方法,这个方法就是天体观察法,只不过在这个过程里会用到一个叫引力透镜的仪器。
这种计算方法跟天体发出的光有关,处于较远位置的天体发出的光芒会被中间星系的引力影响,完整的光会在引力的作用下被切割成不同的段落。
这些被切割的光束到达地球的时间也有所不同,引力透镜就是接收它们的工具。通过计算这些光束到达地球的时间差,再结合引力透镜的大小,一组数值就出现在了科学家面前。
而这几种方法里,目前运用最多的方法有两个,其中有一个是利用宇宙微波辐射进行测量。另一个就是直接测量超新星的方法获取宇宙的膨胀率。
两个方法虽都有用但是得到的数值却有所差异,前者所测量出来的数值是67km/s/MPC.后者所测量出来的结果为73km/s/MPC
这种测量出来的宇宙速度不是静止速度,而是相对对比速度。这就比如73km/ s/MPC的意思是距离地球326万光年的天体,退行速度在73km/s
这两个结果都可以被称为宇宙的膨胀速度,在目前人类对于宇宙膨胀速度的数值上还没有一个精确到位的数据。
【背后的价值】
可别小看宇宙膨胀速度,通过对它的测量,我们能够精确地计算宇宙的年龄。目前推测出来的数据是138亿年。
人们还可以通过膨胀速度的快慢去预测宇宙的未来,因为如果膨胀速度处于不断地加速状态,那么整个宇宙就有可能会越来越冷。
最后形成的结果就是星系之间的距离会远到再也看不见。另一种极端情况是膨胀的速度越来越慢,那么这样的结果就是整个宇宙可能会反向收缩。
所以,关于宇宙膨胀速度的研究并不是人们闲得无聊,这项花费了上百年时间的研究有它真实存在的意义。
每一组数据背后都是时间与精力的结晶,这些数据也是人类对于宇宙的探索,这种探索也会在未来不断地进行下去。
【信源:封面新闻】
信源题目:哈勃望远镜进一步确认宇宙在加速膨胀
信源链接:
https://m.thecover.cn/news_details.html?from=androidapp&eid=ImcqegXG%2BZY=&channelId=0&userId=not_login
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