深度解读:宇宙红移,天文学家如何测量遥远宇宙!建议收藏
一个微小的暗红斑点,在遥远无际的宇宙中闪烁着微弱的光芒。
然而,它的微弱并不妨碍我们用强大的望远镜捕捉到这点光芒,通过光芒和颜色的变化窥探它背后的秘密。
而暗红斑点其实是一个遥远的天体,这个天体距离我们大约有130亿光年之遥。
那么,天文学家是如何确定这个遥远天体距离的呢?
现如今,大多数人都会认为这是一个显而易见的问题,毕竟现代技术如此发达,每时每刻都有着新的突破和进展。
然而,天文学家的眼中可不是这样,他们也有着自己的方式来确定这个天体的距离,全靠红移测量。
红移测量是唯一能在如今的技术条件下判断几十亿光年距离的准确方法。
但关于红移测量,许多人还是一头雾水,不明白红移到底是什么意思,更加搞不清楚天文学家又是如何根据红移来进行计算的。
那么,一般来说,测量星系的距离会有哪几种方法呢?
这就要说到光了,人们在探索光的时候,是从什么时候开始的呢?
于是,我们便将时针拨回到了几百年前。
1. 光谱。
1666年,著名科学家牛顿首次发现了光的光谱,于是这些微小的光点在他的手下,被组成了一道动人的七色光带。
牛顿通过三棱镜所折射出来的七色光带,向世人宣告了光的伟大和神秘!
此后数百年间,人们一直对光谱充满着好奇。
无数名科学家以此为基础展开不断探索,在光谱中发掘着许多奥秘和真相,为我们更好认识光作出了卓越贡献。
1860年,德国物理学家夫朗禾费成为第一个对光谱中的暗线给予足够重视的人。
之前众多科学家都认为那些不起眼的小黑线只是“光谱中的杂质”,它们只能作为光谱中七色光带的小点缀,谁知道它们能给我们带来意想不到的发现在这之前别人就没有发现,它们竟然是光的一部分。
夫朗禾费却认为这些小黑线绝不是浪得虚名,它们的重要性可不容小觑!
于是,他在一项实验中,对这些暗线进行了观察和分析。
在他的观察下,那些不起眼的小黑线赫然成为了各种元素在光谱中的身份认同卡!
这项重大发现为后来众多先辈们开创了一个崭新的领域:光谱探测!
紧随其后,著名化学家基尔霍夫和本生也意识到了那些暗线的重要性,于是两人便针对它们进行了开展了一项大胆的实验。
他们分别对不同元素进行加热后,将它们所发出的光投射到三棱镜中,然后观察其产生的各种效果,并在牛顿所发现过的七色光带中认真比对着每一个小黑线的位置和数量。
在这场伟大的实验中,他们发现,无论什么元素,只要把它升温到一定程度,都能激发出属于它自己特定位置的小黑线,并且这些小黑线就像身份证一样,绝对不会出现错误。
经确认,这才揭示了这其中的奥秘,于是那些看似不起眼的小黑点,从此不再被人轻视和忽略,而是成为了无数人争相解码的重要线索。
当那些小黑点被准确地与元素一一对应之后,人们终于揭开了这项重大发现背后的意义:“一旦光被物质吸收,其中便会留下这些暗线,而不同的元素所对应的小黑线的位置和数量都是不一样!”
从此,基尔霍夫和本生两人西装革履地站在这个新生领域的门口,微笑着招手欢迎着更多无畏探索者们纷纷入驻。
2. 红移现象。
随着科技的不断发展,无数伟大的心灵如雨后春笋般冒出,成为燎原火焰中的一棵大树,有着无尽生机和活力。
这些心灵不断冲锋,在着火的同时也照亮了更多其他人的前行路,带领他们走向更为广阔的新天地。
1887年,梅尔文-斯莱弗参加了一场讲座,其中由一位名叫德及维尔的先生给大家讲述了关于星系中暗线位移的现象。
梅尔文-斯莱弗深入思考其中原因后,发现了星系中的暗线与距离之间的重要联系,并提出了“红移”概念。
梅尔文的发现被物理学家亚尔金及物理学家史登斯大声呼喊出来:“难道你不知道吗?
波长越长,则频率越低。”
这无疑让梅尔文明白了自己发现了一项重大发现。
随后,人类才逐渐认识到红移和星系被自身所发出的推力所赶往哪个方向之间密切关联。
而观测到星系发出的红外线并产生偏斜的时候,那就意味着有一颗行星正朝着我们而来。
但是,如果我们观察到了反向蓝紫这个景象,那么就代表着行星正在远离我们。
还有一种红外线向蓝紫方向移动就是红移。
当我们对距地球50万光年的仙女座星云进行改进后的观测研究时,我们会看到星系内部发出的那些亮点是一种奇妙的蓝色。
这并不仅仅因为它们表面覆盖有一层蓝色涂漆造成,而是因为它本身就是蓝色,就像人类在研究夜空中的星星一样,通过更近一步观察后才发现它们深处红色物质。
对这些景象进行仔细观察后,我们会发现它并不是固定不变的,而是永远都在变化,它们快慢频率都不一样。
星星亮点中的元素通过吸收来自两旁云层释放出来的热能和能量,然后将其转化为自身能量和热能,从而引发源自周边空间中的评价引力,让整个宇宙在不断扩张,形成难以停止的膨胀过程。
3. 哈勃定律。
1930年,美国天文学家哈勃在佳尔琼大学获得研究天文学学位,不久之后,他通过巨型望远镜观察到南天球中的三种星际物质——大麦哲伦云、索姆布雷罗 和透镜星系,它们之间所产生的一种特殊现象。
这种现象是所有这些星系都在不断向外扩散,并且越远离地球的位置,其光谱中显示出的红斑就越模糊和微弱,仿佛太阳在逐渐消失一般。
哈勃通过分析大量观测数据,发现近似于这些特征的数据存在于其他所有已知天体中,并且冥王星等小行星并不包括在内,正好处于大约5千米每秒每百万公里之间,这个关系同时存在于其他物体中。
从他的观察结果中,我们也可以得出数据:第七银河每秒钟以30千米每百万公里左右速度运动;仙女座星系以70千米每秒每百万公里运动;而极少数不远离我们的椭圆星系正以仅有20-25千米每秒每百万公里速度运行。
然而,在离我们最遥远的三角洲-日晕星系中,它们以180-290千米每秒每百万公里之间速度稳定运行。
因此,哈勃定律建立起来了:行星红外线含量越高,则表示该行星距离越遥远,而且掉落较低表示该行星距离较近,而且这一组数据在人类以后的科学研究中产生了巨大的作用。
据此推测,宇宙经历了一次大约138亿年前的大爆炸,这一瞬间使众多行星从诞生之初便开始彼此隔离并运动,因此也就产生了宇宙运转中那种无法停下来的膨胀现象,同时也造就了地球所在这个太阳系中太阳能量活动产生的一系列景象。
即使后来人类进入太空之后,也没有找到另外类似庞大的物体,所以我们推测发生了第二次宇宙大爆炸,同时还有另外两个宇宙,它们分别叫做13:14:59:0/1,这两个宇宙正处于另一边。
因此,从上述事件可以推断出整个宇宙演化史,而且哈勃定律起到了一个巨大的催化剂作用,同时上面描述中的三个宇宙真的存在吗?
因此,关于宇宙以及它身边的一切,对地球上的人类而言仍然是一个谜团。
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