什么叫哈勃紅移?


什么叫哈勃紅移?

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1.由于多普勒效應,從離開我們而去的恒星發出的光線的紅化 。
2.一個天體的光譜向長波(紅)端的位移 。天體的光或者其它電磁輻射可能由于運動、引力效應等被拉伸而使波長變長 。因為紅光的波長比藍光的長,所以這種拉伸對光學波段光譜特征的影響是將它們移向光譜的紅端,于是這些過程被稱為紅移 。
3、哈勃“譜線紅移”現象是由哈勃所證實的,他觀察到地球以外的星體所發出的光譜都在向紅色的一段移動,這說明他們正在遠離地球,從而證實了宇宙在膨脹,和“紅移”相反的現象稱為“藍移” 。
所謂哈勃紅移,是指光的多普勒效應和時空膨脹效應綜合產生的一種現象 。
現在可以認定的是,大爆炸宇宙論是從1922年開始萌芽起來的 。因為就是這一年,著名的天文學家、物理學家埃德溫·哈勃開始注意到宇宙天體紅移現象,這是一個驚天的突破 。
這個突破預示著宇宙有一個大爆炸時刻,從那個時間開始,宇宙就一直在膨脹 。
由此,一直以來科學界普遍認同的靜態宇宙論破產了 。這個學說認為,宇宙天體雖然遵循規律不斷運動著,但宇宙本身是無邊無際無始無終,一直就是這個樣子,沒有什么變化的 。
哥白尼、伽利略、牛頓等科學大師們從來也沒有懷疑這一點 。
就連因發表相對論風靡世界的愛因斯坦也脫不了這個窠臼 。他的引力場方程本來推斷出宇宙是一個不斷變化的過程,但為了迎合科學界一直以來堅持的靜態宇宙觀,只能在自己的場方程里加入了一個宇宙常數,以取得方程的平衡 。
愛因斯坦后來驗證了哈勃的宇宙學紅移發現,承認自己受到傳統觀念禁錮,犯了錯誤 。從此,取消了場方程中的宇宙常數 。
【什么叫哈勃紅移?】其實導致當時科學界這種固執觀念的主要根源,是對神創論批判產生的后遺癥 。因為宇宙有一個起點的說法與圣經說法類似,所以一旦有人提及此類問題,就會被認為是宗教神創論的死灰復燃 。
用辯證唯物主義的說法就是在倒掉洗澡水時,把孩子也倒掉了 。
哈勃的發現宣告了靜態宇宙觀的終結 ??茖W就是科學,科學規律一旦被發現并被驗證,就不以人的意志為轉移,生命力越來越旺盛 。
哈勃發現星系紅移現象后,經過數年持之以恒的研究,得出了一個規律:不管從哪個方向看,遠方的星系都是高速遠離我們,各向同性,越遠越快,速度和距離有線性關系 。
這就意味著在昨天,星系之間的距離比今天更近一些;前天就更近一些,以此類推,若干億年前,這些星系應該是擠在一起的,在最開始的時刻,所有的星系都聚集在一個零點 。
這就蘊含著宇宙最早是一個奇點,是一個沒有體積無限小的奇點 。
為什么宇宙不會是一個較大的球膨脹開來,而是一個無限小的奇點呢?
這就涉及到引力場方程了 。2016年,卡爾·史瓦西根據愛因斯坦場方程得到了一個精確解,它發現任何物體都有一個質量最小臨界半徑,物質一旦被壓縮進這個半徑,就會無限坍縮 。
后來人們把這個半徑用史瓦西的名字命名,叫史瓦西半徑 。這個半徑大小與質量成正比,計算公式為:
R=2GM/C2
式中,R為史瓦西半徑值;G為引力常量(6.67x10-^11N·m2/kg2);M為天體質量;C為光速 。
因此憑著宇宙巨大質量,不可能是一個不大不小的球,在引力作用下,宇宙要么就是一個奇點,要么就是在巨大的能量催動下膨脹 。
那么,宇宙學紅移為什么會成為計算遙遠星系距離的量天尺呢?
這得從聲波的多普勒效應說起 。聲波的多普勒效應是在1942年,奧地利數學家、物理學家克里斯琴·多普勒·約翰發現的 。
聲波的多普勒效應許多人都有過體驗,只不過一般人沒把它往這個理論上聯系罷了 。
這個現象就是當同一個聲源,在具有一定速度向我們靠近時,我們聽到的聲音會更尖銳;而以一定速度離去時,聲音會變得更低沉 。
比如我們日常聽到的汽車、火車、救護車鳴笛聲音,向著我們開過來時和離開時就不一樣,就有這樣的效應 。
這是因為聲源向我們靠攏時,波長和頻率受到壓縮,波長就會變短,頻率就會變高;反之波長就會變長,頻率變低,這樣聲音聽起來就會有變化 。
這里面有一個線性關系,靠近或遠離的速度越快,聲音變化得就越大 。因此憑著這個規律就可以計算出聲源靠近或遠離的速度,或者知道靠近或遠離的速度,就能夠計算出聲波的波長和頻率 。

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