公众号:环球解密(点击复制)微信
当前位置: 未解之谜网 > 技术创新 > 根据一个常数就知道宇宙正在膨胀,也知道宇宙有开端,及宇宙年龄

根据一个常数就知道宇宙正在膨胀,也知道宇宙有开端,及宇宙年龄

2016-8-3 未解之谜网

在20世纪,最令人关注的天体物理学发现之一就是宇宙正在膨胀的事实。这个结果很意外,甚至连爱因斯坦都抛弃了广义相对论的这个预测,因为他在引力场方程中引入了一个常数以此专门防止一种膨胀宇宙模型。他后来将其称之为他一生最大的错误。

不过话说回来,我们是怎么知道宇宙正在膨胀的?

为此,我们需要利用到多普勒效应。相对运动能影响所观测到的光的颜色。如果光源是朝着我们运动,我们看到的光就会偏蓝色,此即为蓝移。如果一个光源远离我们运动,那我们看到的光就会偏红色,此即为红移。光源移动得越快,则这种偏移就越大。

我们测量很多恒星、星系和星系团的这种色移,通过观测,发现大部分星系都是远离我们而去,也就是大部分星系都呈现出红移。同时,我们也确定了这些星系的距离。如果我们以星系和星系团的距离对它们的红移作图,我们得到了一些非常有趣的发现。

距离为纵坐标,红移为横坐标

如上图所示,距离和红移之间呈现出线性关系。这意味着星系不是简单地随机移动,正如在一个稳态、均匀的宇宙中那样。相反,越遥远的星系红移值越大,这意味着它们远离我们而去的速度就越高。距离和速度之间的这种关系在各个方向都是相一致的,这就意味着宇宙在各个方向上都在膨胀。

因为距离和速度之间关系是线性的,所以可以拟合出一条直线。而这条直线的斜率被称为哈勃常数,以美国著名天文学家埃德温·哈勃的名字命名(哈勃太空望远镜亦是如此),他是第一个观测到这种关系。

根据SDSS-III重子振动分光镜勘测于2016年7月公布的最新数据,哈勃常数为67.6(+0.7/-0.6)(km/s)/Mpc(Mpc即百万秒差距,为天文学中常用的距离单位,1秒差距≈3.26光年)。

根据哈勃的发现,几乎所有的星系都在远离我们而去,并且距离越远退行速度越高

当然,如果宇宙正在膨胀,那么它在过去一定比较小。如果我们假设宇宙以一个恒定的速率膨胀,那么我们就可以回溯到宇宙的体积为零时的时间。换言之,宇宙有一个有限的年龄,而且宇宙开始于一种极其小且极其稠密(因此非常热)的状态。我们将此称之为宇宙大爆炸的起点。

如果你算下,就知道宇宙的年龄即为哈勃常数的倒数。基于这个值,算得宇宙的年龄约为147.9亿年。以上只是个估算,根据维基百科,目前,更精确的宇宙年龄为137.99±0.21亿岁。

共有480阅 / 0我要评论

发表你的评论吧返回顶部

!评论内容需包含中文


请勾选本项再提交评论