如果宇宙真的在膨脹,那麼人類是怎麼知道的?

從“天圓地方”到“地心說”,從神創論到牛頓發現萬有引力定律和物體的運動定律,計算出行星的軌道,描繪宇宙樣貌,人類從來沒有停止過關於宇宙的思考與探究。

如果宇宙真的在膨脹,那麼人類是怎麼知道的?

科學家們一直非常致力於尋找宇宙到底是從何而來,宇宙起源是否真的來源於奇點大爆炸,一直是人們爭相討論的話題。科學界有一種論調稱:從宇宙大爆炸開始,整個宇宙在不斷膨脹,星系彼此之間的分離運動也是膨脹的一部份,而不是由於任何斥力的作用。

但是,經過不斷地推算,當我們發現:地球上的人類猶如宇宙中的塵埃時,我們又是怎麼知道它在膨脹的呢?也許下面幾點可以幫你瞭解這個問題。

如果宇宙真的在膨脹,那麼人類是怎麼知道的?

紅色和藍色偏移

眾所周知,光既具有波動特性,又具有粒子特性(波粒二象性)。我們所看到的光取決於光電磁振盪的波長。在光譜的一測呈現為“紅色”波-長波,另一測則是“藍紫色”波-短波。

如果宇宙真的在膨脹,那麼人類是怎麼知道的?

當移動振盪源時,我們就能觀察到多普勒效應。當振盪源逐漸遠離我們時,其波長就會增加;當振盪源逐漸靠近我們時,其波長就會減少。在有光線存在的情況下,紅光(遠離時)和藍光(接近時)就會有變化。正是由於多普勒效應,我們對宇宙的觀察將不太停留在肉眼範圍,而是可以從光學角度去研究。

哈勃的發現

藉助前面介紹的概念,就不難理解哈勃去測量他所發現的星系的紅色和藍色的位移情況。他預計,它將是一個大致相等的星系數目,其中,光線會轉移到紅色或藍色的一側,即:在他看來,宇宙中的星系正在“無序”地移動著。然而,令他感到驚訝的是,他注意到,幾乎所有的星系都正在遠離我們。

如果宇宙真的在膨脹,那麼人類是怎麼知道的?

然後,哈勃注意到,我們附近的星系比遙遠的星系有更小的紅移。於是他定義了一個公式,稱為哈勃定律,即:星系之間的距離越大,則視向速度就越大。當然,這一切也多虧了這個哈勃望遠鏡,所以,我們可以得出這樣的結論:宇宙不僅在膨脹,而且還在加速膨脹!

雖然,我們還不明白這種加速的來源是什麼,但是為了理解這一點,我們仍舊再追尋新的理論。恆星的光波強弱,來解釋宇宙是膨脹還是收縮,並沒有背離科學邏輯。不過,這個觀測過程,需要一個累積持續過程,才能夠更加證實宇宙正在膨脹的真相。


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