什么叫哈勃红移?


什么叫哈勃红移?

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1.由于多普勒效应,从离开我们而去的恒星发出的光线的红化 。
2.一个天体的光谱向长波(红)端的位移 。天体的光或者其它电磁辐射可能由于运动、引力效应等被拉伸而使波长变长 。因为红光的波长比蓝光的长,所以这种拉伸对光学波段光谱特征的影响是将它们移向光谱的红端,于是这些过程被称为红移 。
3、哈勃“谱线红移”现象是由哈勃所证实的,他观察到地球以外的星体所发出的光谱都在向红色的一段移动,这说明他们正在远离地球,从而证实了宇宙在膨胀,和“红移”相反的现象称为“蓝移” 。
所谓哈勃红移,是指光的多普勒效应和时空膨胀效应综合产生的一种现象 。
现在可以认定的是,大爆炸宇宙论是从1922年开始萌芽起来的 。因为就是这一年,著名的天文学家、物理学家埃德温·哈勃开始注意到宇宙天体红移现象,这是一个惊天的突破 。
这个突破预示着宇宙有一个大爆炸时刻,从那个时间开始,宇宙就一直在膨胀 。
由此,一直以来科学界普遍认同的静态宇宙论破产了 。这个学说认为,宇宙天体虽然遵循规律不断运动着,但宇宙本身是无边无际无始无终,一直就是这个样子,没有什么变化的 。
哥白尼、伽利略、牛顿等科学大师们从来也没有怀疑这一点 。
就连因发表相对论风靡世界的爱因斯坦也脱不了这个窠臼 。他的引力场方程本来推断出宇宙是一个不断变化的过程,但为了迎合科学界一直以来坚持的静态宇宙观,只能在自己的场方程里加入了一个宇宙常数,以取得方程的平衡 。
爱因斯坦后来验证了哈勃的宇宙学红移发现,承认自己受到传统观念禁锢,犯了错误 。从此,取消了场方程中的宇宙常数 。
【什么叫哈勃红移?】其实导致当时科学界这种固执观念的主要根源,是对神创论批判产生的后遗症 。因为宇宙有一个起点的说法与圣经说法类似,所以一旦有人提及此类问题,就会被认为是宗教神创论的死灰复燃 。
用辩证唯物主义的说法就是在倒掉洗澡水时,把孩子也倒掉了 。
哈勃的发现宣告了静态宇宙观的终结 。科学就是科学,科学规律一旦被发现并被验证,就不以人的意志为转移,生命力越来越旺盛 。
哈勃发现星系红移现象后,经过数年持之以恒的研究,得出了一个规律:不管从哪个方向看,远方的星系都是高速远离我们,各向同性,越远越快,速度和距离有线性关系 。
这就意味着在昨天,星系之间的距离比今天更近一些;前天就更近一些,以此类推,若干亿年前,这些星系应该是挤在一起的,在最开始的时刻,所有的星系都聚集在一个零点 。
这就蕴含着宇宙最早是一个奇点,是一个没有体积无限小的奇点 。
为什么宇宙不会是一个较大的球膨胀开来,而是一个无限小的奇点呢?
这就涉及到引力场方程了 。2016年,卡尔·史瓦西根据爱因斯坦场方程得到了一个精确解,它发现任何物体都有一个质量最小临界半径,物质一旦被压缩进这个半径,就会无限坍缩 。
后来人们把这个半径用史瓦西的名字命名,叫史瓦西半径 。这个半径大小与质量成正比,计算公式为:
R=2GM/C2
式中,R为史瓦西半径值;G为引力常量(6.67x10-^11N·m2/kg2);M为天体质量;C为光速 。
因此凭着宇宙巨大质量,不可能是一个不大不小的球,在引力作用下,宇宙要么就是一个奇点,要么就是在巨大的能量催动下膨胀 。
那么,宇宙学红移为什么会成为计算遥远星系距离的量天尺呢?
这得从声波的多普勒效应说起 。声波的多普勒效应是在1942年,奥地利数学家、物理学家克里斯琴·多普勒·约翰发现的 。
声波的多普勒效应许多人都有过体验,只不过一般人没把它往这个理论上联系罢了 。
这个现象就是当同一个声源,在具有一定速度向我们靠近时,我们听到的声音会更尖锐;而以一定速度离去时,声音会变得更低沉 。
比如我们日常听到的汽车、火车、救护车鸣笛声音,向着我们开过来时和离开时就不一样,就有这样的效应 。
这是因为声源向我们靠拢时,波长和频率受到压缩,波长就会变短,频率就会变高;反之波长就会变长,频率变低,这样声音听起来就会有变化 。
这里面有一个线性关系,靠近或远离的速度越快,声音变化得就越大 。因此凭着这个规律就可以计算出声源靠近或远离的速度,或者知道靠近或远离的速度,就能够计算出声波的波长和频率 。

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