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2号站平台宇宙正在消失 我们对此却无能为力
作者:admin    发布于:2018-08-19    文字:【】【】【
摘要: 近一个世纪前,科学家们就首次提出了宇宙在不断膨胀的理论,离地球越远的星系,逃离的速度就越快。这并不是因为星系在物理上逐步远离我们,而是因为宇宙中充满受到引力束缚的
  近一个世纪前,科学家们就首次提出了宇宙在不断膨胀的理论,离地球越远的星系,“逃离”的速度就越快。这并不是因为星系在物理上逐步远离我们,而是因为宇宙中充满受到引力束缚的天体,而这些天体所处的空间结构在不断膨胀。
 
  但这张图片——自1920年代以来一直被奉为圭臬——最近得到修改。20年前,我们首次意识到宇宙膨胀正在加速,随着时间推移,各个星系似乎会越来越快地从我们身边消失。随着时间推移,即使我们以光速飞向这些星系,也将无法到达那里。宇宙正在消失,我们却无能为力。
 
  当我们看到一颗恒星——其光线传播100年后才到达我们眼睛——时,我们看到的这颗恒星距离我们100光年远,因为光速是恒定的。但是,当我们看到一个星系——其光线传播1亿年后才到达我们眼睛——时,我们看到的这个星系距离我们可不止1亿光年远,它与我们的距离要远得多!
 
  之所以这样,原因就在于,在最大的尺度上——没有引力把它们束缚在一起形成星系、星群——宇宙正在膨胀。光子从遥远的星系到我们眼睛所需的时间越长,宇宙膨胀的作用就越大,这意味着,最遥远的星系与我们之间的距离,甚至比它们的光线传播的距离要更远。
 
  这表现为宇宙红移。由于光发射时具有特定能量,因此有特定波长,我们预期它也将以特定波长传播到其目的地。如果宇宙的结构既不膨胀也不收缩,而是恒定的,那么光线发射和到达时的波长就是相同的。但是,如果宇宙正在膨胀,空间结构就会伸展,因此光的波长也会相应变长。我们在最遥远的星系观测到的巨大红移,已经完全验证了这一理论。
 
  但我们可以从中了解的远不止宇宙一直在膨胀并将继续膨胀。我们可以利用已经收集的所有信息,推断宇宙以往是如何膨胀的,这反过来可能向我们揭示宇宙的构成。
 
  一旦光线离开遥远的宇宙光源,不断膨胀的宇宙就会拉伸光线波长,这会导致红移现象,当不同的宇宙成分(如暗能量、物质或辐射/中微子)更重要时,更遥远天体的光线,将在更长时间内出现红移现象。
 
  通过测量一系列距离的光源,发现它们的红移,然后测量它们的内在与表观尺寸或它们的内在与表观亮度,我们可以再现整个宇宙的膨胀历史。
 
  此外,由于宇宙膨胀的方式取决于其中存在的各种类型的物质和能量,因此,我们可以了解宇宙的构成:
 
  ·暗能量占到68%
 
  ·暗物质占到27%
 
  ·正常物质(质子、中子和电子)占到4.9%
 
  ·质子和中微子占到0.1%
 
  ·光子约占0.008%
 
  ·绝对没有其他元素,其中包括曲率、宇宙弦、畴壁和宇宙纹理等
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