我们获得宇宙正在膨胀的证据?

作者:小菜 更新时间:2025-02-01 点击数:
简介:天体物理学家曾经相信宇宙是静态的,只包含银河系,但后来的科学研究明确表明,事实并非如此。

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【菜科解读】


天体物理学家曾经相信宇宙是静态的,只包含银河系,但后来的科学研究明确表明,事实并非如此。


据新浪科技:不到一百年前,天文学家还认为银河系是宇宙中唯一的星系,望远镜捕捉到的模糊星云则都是银河系范围内的气体云。

各种结果表明,宇宙是静态的,并没有随时间推移而变化。

一个例外是美国天文学家维斯托·斯里弗的发现。


宇宙为什么会膨胀?科学家找到原因,熵增才是宇宙的动力


早在1912年,他就注意到仙女座星云正以每秒300公里的速度向太阳移动。

为了确定这一点,他利用了多普勒效应,即由于波源(或观测者)的运动而引起的波动频率变化。

在听到救护车或喇叭移向或远离我们的时候,我们都会感受到多普勒效应。

如果移向我们,声波会被压缩,音调也会更高;如果远离我们,声波会被拉长,音调也会降低。

光波也是如此。

斯里弗推测,仙女座星云正在向我们移动,因为它的光移到了光谱的蓝端。


斯里弗是对的。

我们现在知道,仙女座星系不仅在向我们移动,而且将在大约四五十亿年后与银河系碰撞——形成“银河仙女座”(Milkdromeda)星系。


到1917年,斯里弗测量了其他几个星云的径向速度(物体向观察者方向移动的速度分量),得出结论称,它们正在红移,即远离我们。

在欧洲,几乎没有科学家听说过斯里弗的研究结果。

即使在美国,他的观点也存在争议。

1917年,爱因斯坦用全新的广义相对论提出了现代的第一个宇宙模型,他假设宇宙是静态的。


1920年的大辩论


1920年4月20日,在美国国家科学院的赞助下,威尔逊山天文台的哈洛·沙普利与匹兹堡阿勒格尼天文台的希伯·柯蒂斯展开了一场辩论,探讨星系的本质。

星云究竟是不是银河系外的“岛屿宇宙”?银河系是不是唯一的星系,被浩瀚的真空所包围?这次辩论被称为“沙普利-柯蒂斯之争”,也被称为“世纪天文大辩论”(Great Debate)。

这是一个有力的例子,说明了初步数据可以用各种不同的方式进行解释,而所有这些方式似乎都是合理的。

另一方面,这也说明了为什么更好的数据对于健全的科学研究是至关重要的。


沙普利认为,银河系比大多数人想象的要大得多,因此有足够的空间容纳所有的星云。

柯蒂斯提出了相反的观点,认为星云是银河系之外的其他星系。

尽管沙普利似乎在这场辩论中占了上风,但最终的结果并不是决定性的。


哈勃的标准烛光


埃德温·哈勃正是在这时候介入了,他想要彻底结束这场争论。


哈勃利用威尔逊山天文台的2.54米胡克望远镜,在其他星云中发现了天文学家所说的“标准烛光”,也就是具有已知亮度的光源。

想象一下,在一个黑暗的夜晚,你把相同的手电筒放在空旷场地的不同距离上,通过测量它们的相对亮度,就可以利用平方反比定律(光的强度与光源距离的平方成反比)来确定它们与你的距离。


哈勃在许多星系中都发现了标准烛光:一类被称为“造父变星”的恒星具有非常典型的脉动周期。

哈佛大学天文台的亨丽爱塔·勒维特在造父变星方面做出了杰出的贡献,发现了这类恒星的周光关系,使得后来的天文学家能够计算地球与遥远星系间的距离。

从邻近的光源开始,哈勃构建了一个“宇宙距离阶梯”,用他确定的标准烛光测量更遥远的星系距离。


1924年初,哈勃写信给沙普利,表示自己在仙女座星云中发现了造父变星。

沙普利立刻明白,他对宇宙的观点已经过时。

到1924年底,哈勃已经在仙女座星云和其他22个螺旋星云中发现了几十个造父变星,它们之间的距离达数百万光年。

大辩论结束了:宇宙是由“岛屿宇宙”组成的,这些星系相距遥远。

不过,此时的宇宙仍然是静态的。


从静态宇宙到哈勃定律


同时,一些宇宙理论模型提出了与爱因斯坦相反的观点。

宇宙会随着时间而改变。

如果是这样的话,星系应该会在空间的拉伸下彼此原理,就像漂浮在河流中的软木塞一样。


1917年,荷兰天文学家、物理学家威廉·德西特提出,一个拥有“宇宙学常数”的空宇宙将以指数级速度膨胀。

(爱因斯坦在1917年提出了一个宇宙学常数,用来抵消引力场的影响,使他的方程能有静态宇宙的解。

除去此项,宇宙就会快速增长。


1922年,俄罗斯宇宙学家亚历山大·弗里德曼提出,即使没有宇宙学常数,宇宙也可以膨胀和收缩,这取决于宇宙中含有多少物质。

几年后,比利时神父兼天体物理学家乔治·勒梅特提出了一个原始原子模型,在这个模型中,宇宙从一个巨大的放射性中子球的衰变中诞生,并继续膨胀,产生星系和恒星。


这些理论或许很令人兴奋,但只有数据才能给理论注入生命。

经过细致的研究,1929年,哈勃和他的助手米尔顿·赫马森宣布,他们的观测结果支持了宇宙正在膨胀的观点。

哈勃确定了他所需要的标准烛光——在46个星系中那些非常明亮的恒星,甚至比造父变星还要亮。

他得出结论,星系彼此远离的速度与它们的距离成正比。

这种关系原先被称为哈勃定律,现在被改为哈勃-勒梅特定律,是描述宇宙如何膨胀的理论基础。


宇宙膨胀并不像炸弹爆炸


人们常常把宇宙的膨胀与炸弹的爆炸相混淆,但二者毫无相似之处。

炸弹有一个爆炸中心,弹片会从这个中心点飞离,周围空间则作为背景保持固定。

相比之下,宇宙的膨胀就是空间本身的膨胀,就好比你脚下的地面开始向两个方向伸展(因为地面是二维的),连同地面上的一切也开始互相远离。

就像一个摆着许多课桌的教室,当地面延伸时,课桌也会移开距离。

如果每张课桌都是一个星系,那么随着空间的膨胀,所有星系都会彼此远离。

没有哪个比另一个更重要。


在膨胀的宇宙中,没有哪一点比其他任何一点更重要。

回溯宇宙的历史,所有的点最终都汇聚在一起;那是大爆炸的时刻,发生在大约138亿年前,标志着宇宙膨胀的开始。

意大利考古发现40万年前古人类已利用大象骨头制作各种工具

意大利考古发现40万年前古人类已利用大象骨头制作各种工具(神奇的地球uux.cn报道)据cnBeta:历史人类可以利用大象的骨头制作出一些工具。

最新一项考古研究中,来自科罗拉多大学博尔德分校的考古学家 Paola Villa 和她的同事,对意大利一个有大量大象死亡的地点进行挖掘考古,,并发现了这些人工制作的工具。

研究小组发现,大约在 40 万年前,在这个遗址中,人类利用这些大象的尸体创造了一系列前所未有的骨质工具--有些工具是用复杂的方法制作的,这些方法在 10 万年后才会变得普遍。

科罗拉多大学自然古代博物馆副馆长 Villa 表示:“在该时期的其他遗址中我们也发现了一些骨质工具,但并没有这么多种定义明确的形状”。

该研究将目标锁定在离现代罗马不远的一个名为 Castel di Guido 的遗址。

几十万年以前,这里是被一条短暂的溪流刻出的沟壑所在地,一种有 13 英尺高被称为直牙象(Palaeoloxodon antiquus)的物种会在这里解渴,偶尔也会死亡。

Villa 表示:“在Castel di Guido,人类以标准化的方式折断大象的长骨,并生产标准化的坯件来制作骨质工具。

而这种能力直到很久以后才变得普遍”。

就在 40 万年前,尼安德特人(Homo neanderthalensis)刚刚开始在欧洲出现。

维拉怀疑吉多堡的居民是尼安德特人。

Villa 表示:“大约40万年前,你开始看到习惯性地使用火,这是尼安德特人血统的开始。

这对吉多堡来说是一个非常主要的时期”。

秘鲁一考古遗址上疑似盗贼差点偷走前西班牙裔文物

一些陶瓷器皿是由前西班牙裔社会昌凯文化创造的。

(图片来源:uux.cn文化部)(神秘的地球uux.cn)据美国生活科学网站(Jennifer Nalewicki):秘鲁一处前西班牙裔考古遗址发生的可疑事件导致调查人员发现了几个世纪前制作的陶瓷器皿。

根据秘鲁文化部的一份翻译

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Tag: 宇宙大神秘谜案
               

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