是星系在遠離我們,還是空間在膨脹?

蘇仙鈴


當然是宇宙在膨脹,宇宙膨脹可以理解為空間膨脹或時空膨脹。

這是科學界的共識。如果不瞭解這個理論的人,可以學習和了解,多看點信息和資料,多學點知識就知道了。

但什麼都不懂就胡亂說一通,隨意否定科學界共識理論,與科學界對著幹,並以此為榮,就完全是無知又阿Q心態了。

星系遠離我們是宇宙現象,如果發現某一個或者某幾個星系遠離我們,或者某個方向的星系遠離我們,當然就不能認定為宇宙膨脹。

但所有遠方的星系都在遠離我們,而且各向同性,且與距離有線性關係,這樣的發現除了宇宙整體膨脹,還能用什麼原因解釋呢?

何為各向同性?就是任意方向看都是一樣的。

何為線性關係?就是距離越遠離開得越快,而且各向同距離離開速度是一樣的,距離與速度有一個正比例關係。

我過去曾經用插竹竿來形容這種膨脹現象,現在再簡單說一下。

就是以自己為圓心,各向插100根竹竿,每根隔一米,無論哪個方向看,最遠的那根竹竿都距離自己100米。

現在宇宙在膨脹,這種膨脹是均勻的,就像吹氣球,氣球表面每個花點之間都在分開。

距離自己最近的那根竹竿離開了我們1米,就距離我們2米了。每根竹竿之間的距離都同時均勻的拉大到2米,那麼最遠的那根竹竿距離我們就200米了。

而且從每個方向看,最遠的那根竹竿都距離我們200米了。

這就可以看出宇宙膨脹就是距離越近的離開得越慢,距離越遠的離開得越快。

在距離我們50米距離的那根竹竿,就快了我們50倍速度離開,每根竹竿從過去1米分開為2米,第50根竹竿就從過去距離我們50米到了100米。

而第100根竹竿卻從過去100米變成了200米。

現在我們看到的星系離開我們就是這樣。而可觀測宇宙半徑有465億光年,距離我們最遠的那些星系看起來離開我們的速度就非常高了。

宇宙膨脹規律是上世紀20年代美國科學家埃德溫·哈勃發現的。

埃德溫·哈勃是非常有名的天文學家,他的發現奠定了大爆炸宇宙論的基礎。

人們為了紀念它,把一臺最著名的太空望遠鏡以他的名字命名。哈勃太空望遠鏡發射升空30年了,這臺望遠鏡像埃德溫·哈勃一樣,為人類天文發現立下了汗馬功勞。

哈勃通過研究宇宙星系紅移現象,得出了一個定律,人們把它叫做哈勃定律。

其表達式為:Vf = Hc x D

式中,Vf為星系遠離速率,單位:km/s;Hc為哈勃常數,單位:km / (s·Mpc);D為相對地球距離,單位:Mpc(百萬秒差距,約等於326萬光年)。

根據這個定律就能夠計算出不同距離星系離開我們的速度。

哈勃常數就是指距離我們百萬秒差距,也就是326萬光年的地方,星系離開我們的速度。

宇宙膨脹速度整體上疊加超過光速。

這些年科學家們採用天文臺觀測數值、超新星測算、普朗克衛星測算、引力透鏡測算等方法,得出的哈勃常數為67.8km~82.4km/s之間,平均約75km/s。

將數值代入哈勃定律公式,就可得出在465億光年遠的星系,離開我們的速率達到光速的三倍多。

這就是宇宙在高速膨脹,膨脹速度超過光速結論的來源。

但這是整體疊加的速度,如果從近距離小尺度來看,宇宙膨脹的非常緩慢。

根據越遠越快,越近越慢的線性關係,哈勃常數測得326萬光年的地方膨脹速度為每秒75公里,那麼距離我們1光年的地方,膨脹速度就只有2.3cm/s。

這點速度在宇宙空間尺度幾乎可以忽略不計。

這也回答了一些人的疑問:既然宇宙在膨脹,為啥太陽沒有離我們越來越遠呢?

在宇宙小尺度,引力才是天體運動的主要作用力。

這就是一些附近星系天體反而靠攏的原因。

比如銀河系和仙女座星系,就正在以每秒約300公里的速度相互靠攏,在未來的30~40億年,這兩個星系將融合在一起。

在我們太陽的周邊,有的恆星在離我們遠去,也有一些恆星在向我們靠攏。有科學家計算,11800萬年後,距離我們最近的將不再是距離4.22光年的比鄰星,而是現在距離我們6光年的巴納德星,屆時它距離我們只有3.85光年。

但整體上,宇宙都在膨脹,越遠的那根竹竿,離開我們的速度越快。

宇宙的這種現象,只有宇宙膨脹理論才能夠解釋。

而且從宇宙不斷膨脹的現象,可以反推出再過去,宇宙是聚合在一起的,越久遠就越緊密。

科學家經過計算,在遙遠的138億年前,宇宙是重合在一起的一個零點,也就是奇點,宇宙就是那個時候由一個奇點誕生。

現在大爆炸宇宙論和宇宙膨脹理論有了越來越多的觀測證據支持,如引力波、宇宙微波背景輻射等。

如果要質疑這些理論,就得拿出有力的證據和一套更先進的數理邏輯,否則亂噴除了顯示自己的無知,沒有任何意義。


時空通訊


第一個問題:什麼是空間?

這個問題本身就很就很難理解,一方面感覺觸手可及另一面卻又很難找出具體、直接、恰當的解釋,直觀來說它是長、寬、高三個維度所構成的可以填充物質的區域。在一般人的印象中,空間是無限的,因為畢竟每一條直線都可以無限延長,但在天文物理學中卻並非如此。天文學家們認為:空間來自於宇宙大爆炸,宇宙之內都是空間,空間沒有“外面”;但空間同時又是封閉的,也是有限度的。

在古典科學時代,人們常把空間和“水”和“氣”相類比,認為空間也是一種有質的存在,並把這種物質稱為“以太”。但現代科學否定了這一點,空間就是空間,它可以填充進任何物質,也可以什麼也沒有,只是單純的空間。

第二、人類為什麼會認為空間會膨脹?

要解釋這個問題首先就要從即“靜態宇宙觀”說起。在現代科學和大爆炸理論出現之前,無論是科學家還是哲學家,各個民族、文明幾乎上都認為我們的宇宙是一個穩定、恆態的宇宙,它沒有來源沒有結束,也沒有大的變化。天上天下,日月星辰都隨著宇宙規律穩定的運行。

最先對這個問題提出疑問的開普勒,到了1823年,德國天文學家奧伯斯根據開普勒的一些觀點,系統的提出了“奧伯斯佯謬”,他認為如果我們生活在一個恆定、穩態、無限的宇宙,則晚上應該是光亮的。因為宇宙中有無數的恆星,這些恆星持續發光總能照亮宇宙。但在那個時代沒有人能夠回答。

到了20世紀,隨著天文技術的進步,人類發現了越來越多的銀河系以外星系。美國天文學家愛德文·哈勃在對它們進行測距的同時,意外發現了這些星系的紅移現象,而且距離越遠的星系紅移的越厲害。因此他斷定這些星系在逐漸遠離我們,也就是說空間在膨脹。

這裡有必要解釋一下愛德文·哈勃的推理過程:天文學家觀測分析恆星或者星系的光譜,我們可簡單的理解為對這些星系進行拍照,然後在可見光的波段對她的光譜進行對比分析。在哈勃出生的年代,人類已經發現了多普勒效應。即當一輛救護車迎面駛來的時候,聽到聲音比原來高;而車離去的時候聲音的音高比原來低。反映在光譜上就是藍移和紅移,即當一個星系離我們越來越近那麼它的光譜就存在藍移現象;反之則是紅移。(上圖越靠右,紅移越大,距離越遠,年代越早,星系越小)

哈勃的想法是先假定所有的星系光譜是一致的,但觀測的結果卻讓他大吃一驚,因為絕大部分星系都存在紅移現象,而且距離越遠的星系紅移的就越厲害,這就不得不讓哈勃懷疑這些星系都在遠離我們。

這裡還是要舉一個俗到家的例子,其他朋友也舉過。如果要解釋這一現象,只能想象所有的星系就像一個氣球上的點,隨著氣球不斷被吹大,這些星系之間的相對距離也越來越大。如果宇宙空間是這個氣球的話,說明它在不斷膨脹。哈勃就是因此提出了宇宙空間膨脹理論,並通過反覆計算得出了哈勃定律,成為世界天文學史上彪炳史冊的重要人物。

第三、關於宇宙空間膨脹的一些過往和誤區。

1、並不是所有的星系都在遠離我們,哈珀的結論只是建立在大數據統計基礎之上,譬如說仙女座星系由於某種特殊的原因就在接近,直至最後相撞。

2、宇宙空間膨脹只適用於星系,而不是恆星。一個星系內的恆星由於引力的關係大致穩定。

3、造成星系光譜上的紅移並不只是多普勒效應,還因為空間膨脹本身拉長了光在傳播過程中的波長。當然這是建立在宇宙空間膨脹理論成立,通過反推得出的結果。

4、第一個不相信哈勃理論的是愛因斯坦,愛因斯坦曾經親自到哈勃工作的天文臺,親自驗證了哈珀的觀測和計算記錄。

5、在哈勃宇宙空間膨脹理論提出的2年前,比利時天文學家勒梅特就提出了大爆炸假說,哈勃的理論佐證了勒梅特的理論。

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關於宇宙空間膨脹的現象,最早是由於哈勃發現了河外星系的退行這一現象而導致的。在此之前,很多人認為宇宙就是銀河系,宇宙的範圍也僅僅限於銀河系的大小。

但是在20世紀20年代,對仙女座星雲的測量發現與我們的距離遠遠大於銀河系本身,而且也不是什麼星雲,而是與銀河系一樣的星系。由此,人們的視野變得更廣大了,宇宙的範圍也一下子擴大了很多。

緊接著,人們不斷測量河外星系,最終由哈勃發現了星系譜線紅移的現象。他在測量了20多個星系後發現,距離我們越遠的星系,其譜線的紅移越明顯,這說明其退行速度也就越快。在紅移值和距離上存在著線性的關係,這一關係就是後來的哈勃定律。

隨著人們測量更多的星系,更遠的星系,發現無論是哪個方向,所有的星系都在遠離我們。而且,隨著距離的增加,星系退行的速度就越快。我們研究附近的星系移動速度,一般都在每秒數百千米的樣子,最快的也不過1000多千米。但是,那些距離比較遠的星系,其退行速度竟然超過了數萬千米。

這顯然不是星系自身的移動速度,由此,人們發現造成這種現象的不是星系,而是空間本身。是宇宙空間自身在不斷的膨脹,於是造成了我們觀測到的這種現象。

宇宙空間就像一個不斷膨脹中的麵包,而星系就是麵包中的葡萄乾,隨著麵包的不斷變大,葡萄乾之間的距離也就變得越來越遠。而且,無論從其中的任何一點向周圍看去,都會看到周圍的葡萄乾變得越來越遠,並且距離越遠的似乎速度也越快。這與我們所觀測到的現象完全一致。

因此,我們根據觀測到的現象可以推測出空間在不斷膨脹,而且我們也測量出了膨脹的係數,也就是哈勃常數。空間的膨脹不是在小範圍內可以觀測出來的,只有在很大的範圍內才較明顯。目前我們測量的哈勃常數是67千米/秒/MPc,其含義是距離每增加100萬秒差距,也就是326萬光年,空間膨脹的速度會增加67千米/秒。

在幾千萬光年的範圍內,空間膨脹的速度基本被星系自行的速度所掩蓋,不是很明顯。但是如果距離達到十幾億,幾十億光年的範圍,空間膨脹造成的星系退行速度就很明顯了。

空間膨脹的現象不但造成了星系的退行,還造成了一個可觀測宇宙的範圍。因為由於空間的膨脹,當我們向任何一個方向觀測時,如果距離達到了465億光年遠,那麼那個位置的星系退行速度就會達到光速。這樣就造成了我們無法觀測到比這個距離更遠的天體,因為空間膨脹造成的星系退行速度超過了光速,那裡的光是達到不了我們這裡的,所以不會被我們觀測到。

注意,這裡的超過光速雖然不是星系的真實速度,但是在空間膨脹作用下,視速度就會超過光速。由於物質和信息傳遞的速度無法超過光速,所以那裡的信息就無法傳遞到我們這裡。

所以,空間的膨脹也製造了一個觀測壁壘,一個我們無法超越的壁壘,所以,我們可能永遠也發現不了宇宙的真實邊界,因為那裡是我們永遠也發現不了的地方。


寒蕭99


即不是星系在遠離我們,更不是空間在膨脹!

在無邊無跡的宇宙空間中,大大小小的星團星系都象地球上的各類動物群體一樣,都在自己大致的領地範圍內做螺旋式迴歸或螺旋式展開的遊走運動,當然有時也會有衝突有碰撞和融合。

空間永遠也不會膨脹;同樣,空間永遠也不會收縮!空間是什麼?空間就是隻有體量、只有距離的空曠場地。空間的本質就是一無所有,所以,空間才有完全的包容性和可佔用性!當然,在宇宙中沒有理論上的絕對空間,但是,不管空間中存在什麼樣的物質、不管這些物質是膨脹、是收縮、是流動,都影響不到空間的本質,不管宇宙中的物質有多大的能量,它都無法使空間膨脹或者收縮。這就和大海一樣,無論海水如何兇湧澎湃,它都無法使盛裝海水的海床空間或膨脹增大、或收縮減小,這是兩種各不相干的事物!同樣的,一個科學家有多大的本事、即便他能把太陽熄滅,他也無法改變他是他父母的兒女的事實,他永遠也成不了他父母的父母!宇宙中的絕對真理就是:不管人類科學發展到哪一級,也不允許本末倒置!


昊田2


美國科學家哈勃是世界上最早發現星系之間距離越來越大的人,這是他通過觀察到其他星系光譜普遍發生紅移而得出的客觀結論,而根據宇宙膨脹理論,目前宇宙尚處於不斷的加速膨脹之中,就如同一個不斷被吹大的氣球上的畫的兩個點,它們的距離是越來越大的,兩個點是固定不動的,但是由於容納它們的空間是不斷膨脹的,因此它們看上去距離在不斷擴大。所以同理,星系之間普遍距離越來越遠並不是它們之間的相互運動造成,而是宇宙空間的膨脹造成的。


睡獅覺醒


事實上所以有的星系在大宇宙裡面就,像一隻小船漂浮在無邊無際大海上一樣,你在海水裡面看到這些小船往一個方向行駛,給人的錯覺,像似海水在膨脹一樣,其實,有可能是所謂的以太在波動,或者是星系形成爆炸後慣性一直在運動。

不過要說膨脹,也只不過是區域的物質能量在膨脹,宇宙空間是不會變的,只會被物質能量佔據而已,就煙霧在一個房裡運動一樣,硬要說整個宇宙空間在膨脹,這個不好想象,也不好理解。

這是個人觀點。


魔怕78479829


過去已回答過類似問題。但由於目前這一問題仍在討論中,無法確定哪一個是準確答案。


手機用戶54578927414


你不認為是空間膨脹導致星系遠離嗎?


自然風161212381


宇宙膨脹的過程中,各星系之間的距離會拉開。


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