哈勃 夜空为什么是黑的?你以为的“正常”,却隐藏着一个绝望的事实( 二 )


哈勃的红移现象
20世纪初 , 埃德温·哈勃发现了一个特殊的现象能够完美解释奥伯斯佯谬那就是红移 。 埃德温·哈勃是个美国天文学家 , 听着这个名字是不是感觉很熟悉 , 一下就联想到了哈勃望远镜 。 实际上哈勃望远镜就是以埃德温·哈勃的名字命名的 。
Tips:哈勃望远镜是以美国天文学家爱德温·哈勃为名 , 于1990年4月24日成功发射 , 位于地球的大气层之上的光学望远镜。 图片中是哈勃望远镜记录下星系碰撞的样子 。
哈勃早年读的是法学 , 曾经还当过一段时间的律师 , 但是因为放不下深爱的天文学 , 于是就放弃了律师这个金饭碗 , 转而到了芝加哥大学叶凯士天文台学习工作 。 1919年 , 哈勃受邀到加州威尔逊山天文台工作 , 此后除了二战时期到美军中服役外 , 他一直留在威尔逊山工作 。
哈勃的早期工作主要围绕着星云的研究 , 1924年 , 他发现了仙女座大星云M31和三角座漩涡星云M33中的一批造父变星 , 证明它们都是远在银河系外的河外星系 。 这是20世纪天文学最重大的成就之一 , 河外天文学因此诞生 , 哈勃也被誉为“河外天文学之父” 。 但这并不是他开挂般人生的终点 。
Tips:美国著名天文学家 , 研究现代宇宙理论最著名的人物之一 , 河外天文学的奠基人和提供宇宙膨胀实例证据的第一人 。
1929年 , 哈勃根据他本人所测定的星系距离以及斯弗莱的观测结果 , 发现距离我们越远的星系远离的速度越快 。 哈勃定律中就有红移现象 。 红移是什么呢?红移这种现象 , 最初是针对机械波而言 , 即一个相对于观察者运动的物体 ,
离得越远发出的声音越弱 , 波长变得较长 。 离得越近发出的声音更强 , 波长比较短 。 比如说 , 在日常生活中 , 当一辆车从我们面前驶过的时候 , 当它离我们越来越近时发出的声音更加的洪亮 , 它的波动频率越高波长就越短 。 当它离我们越来越远的时候 , 声音就会越来越小 , 波长越长 。
Tips:红移现象在物理学和天文学领域 , 指物体的电磁辐射由于某种原因频率降低的现象 , 在可见光波段 , 表现为光谱的谱线朝红端移动了一段距离 , 即波长变长、频率降低 。
后来红移现象被延伸到物理学和天文学领域中 , 即因为某种原因的干涉 , 导致物体的电磁辐射频率降低的现象 。 目前红移分三种 , 分别是多普勒红移 , 引力红移 。 宇宙学红移 。
我们知道光的本质是不同波长的电磁波 , 而光谱图就是能够吸收恒星发出光线 , 得一条不同颜色组成的彩色带 , 还可以分析出恒星中有哪些元素 。
Tips:电磁波Electromagnetic wave , 是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的振荡粒子波 , 是以波动的形式传播的电磁场 ,
而引力红移 , 顾名思义是由引力引起的 。 在爱因斯坦的相对论中 , 恒星发出的的光在恒星的引力下做减速运动即类似我们在地面往上抛一个球 , 向上运动时会在受到万有引力的做用作减速运动 。 但在宇宙中 , 根据爱因斯坦的相对论光速是不变的 , 既然光速不能减小那么它的频率自然降低 , 于是就发生了红移 。
1912年美国天文学家维斯托·斯弗莱就发现了红移现象 。 在观测过程中他发现许多的星系都以数以百千万米的速度远离地球 , 都在发生红移 。
Tips:爱因斯坦开创了现代科学技术新纪元 , 被公认为是继伽利略、牛顿之后最伟大的物理学家 , 也是批判学派科学哲学思想之集大成者和发扬光大者 。
然后在威尔逊山工作的哈勃和他的同事米尔顿·哈马逊又发现了更多的红移现象 , 并在新发现的河外星系上都发现了红移现象 , 于是在1929年总结出了红移—距离公式 , 也就是后来的哈勃定律 。 这个定律证实了宇宙是膨胀的 , 宇宙膨胀就解决了奥伯斯佯谬 。
因为宇宙一直在膨胀当中 , 星系之间的距离越来越远 , 而距离我们越遥远的星系 , 它的退行速度就越快 , 当速度达到每秒30万千米 , 也就是光速时 , 即使这个星系发出再亮的光我们也无法观测到它的存在 。
Tips:宇宙Universe , 在物理意义上被定义为所有的空间和时间统称 , 为时空及其内涵 , 包括各种形式的所有能量 。
所以我们就得出了这样一个结论:当退行速度大于等于光速时 , 这个星系所发出的光永远也到不了地球 , 所以我们的夜空永远是漆黑一片 。
宇宙正在离我们远去
宇宙膨胀不仅解决的奥伯斯佯谬 , 同时还将以往宇宙是静止的、有限的模型给推翻 , 从而引出了宇宙大爆炸学说 。 既然宇宙一直在不断的膨胀中 , 那么反推回去最初的宇宙一定十分的小 , 但时所有的星体都聚在一处 , 它的质量比原子核更小 。 假设宇宙是个立方体 , 边长都为1000万光年 , 在立方体的长、宽、高三边 , 将星系按照100万光年的距离依次放好 , 每边正好是10个星系 。 整个立方体就包括了10X10X10一共1000个星系 。

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