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为什么科学家能肯定宇宙在膨胀,而不是我们在缩小?

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这当然不是瞎猜的,而是有明确的证据。

在说明宇宙膨胀的证据之前,我们先来简单了解一下多普勒效应。如果有人站在铁轨旁边(安全距离),有列火车鸣着笛声向他驶来,那么,这个人会听到笛声变得越来越响,这本质上是因为声波的频率变高了;相反,如果列出鸣着笛声离去,那么,这个人会听到笛声越来越微弱,这本质上是因为声波的频率变低了。以上这种现象被称作多普勒效应,虽然最初是在声学领域中发现的,但这种效应同时也适用于光学。假如有天体远离我们,我们会观测到该天体发出的光的频率降低,其光谱会向红端偏移,这就是红移,反之则是蓝移。

在20世纪初,天文学家分析了大量星系的光谱,结果意外发现它们大都出现红移的情况,这表明它们都在远离地球。并且离我们越远的星系,远离的速度也会越快。结合这两点,足以表明空间正在扩张,宇宙正在膨胀。如果宇宙正在坍缩,那么,我们必定会观测到基本上所有星系都出现蓝移的情况,并且距离越远,蓝移值也越大。然而,事实与此相反,这成了宇宙大爆炸理论的最重要证据之一。

天文学家认为,既然万物之间都存在引力作用,那么,引力势必会导致宇宙的膨胀速度减慢,并最终有可能引发宇宙坍缩。然而,到了20世纪末,通过研究Ia型超新星,天文学家发现了出乎意料的结果,宇宙的膨胀速度并没有在减速,反而是正在加速。对此,天文学家推测,导致宇宙加速膨胀的推动力是暗能量,它们在大约50亿年前开始主宰宇宙。

我们现有的宇宙理论中很多都是从“假设”而来的,但是注意这里的假设并不是像有些民科一样光凭脑子想出来的,而是建立在一定的理论与观测数据的基础之上。

曾经看到过一篇文章这样比喻宇宙膨胀很形象,假设我们将不同的星系比作葡萄干,将宇宙比作未烘烤的面包,那么宇宙膨胀过程就相当于面包烘烤的过程。我们会发现随着面包的膨胀,葡萄干之间的距离变的越来越大。这就相当于没有烤箱的宇宙膨胀一般。


物体的运动速度不能超过光速只适用于物体在空间中运动,它不能约束空间的膨胀速度所以这也告诉大家宇宙膨胀是空间膨胀(意味着宇宙膨胀但你并不会膨胀),其速度确实会超光速,但这并不违反相对论,物体的运动速度不能超过光速只适用于物体在空间中运动,它不能约束空间的膨胀速度。

其实宇宙膨胀就源于人们对于星系的观察,人们通过长时间的观测发现一个规律,就是离我们越远的星系反而会越快远离我们。这一现象引起了人们的广泛关注,最终1929年美国天文学家哈勃最终提出了宇宙膨胀这一概念!


现在学说认为红移现象就是宇宙膨胀最好的证据,而红移现象可以按前面几位答主提出的声学中的多普勒效应来理解(相信大家对这种现象都深有体会)。


但我们需要注意一点:并不是我们所理解的星系的移动而造成了红移现象,而是我们与星系之间的空间不断膨胀才导致了红移现象!

最后需要说明的一点是,我们所说的宇宙正在加速膨胀是因为本身的体积已经足够大,因此基数大导致看起来“加速”,但实际上宇宙的膨胀率是减小的,宇宙大爆炸时的膨胀率是最大的。当然按照现有理论,宇宙是会不断膨胀的,至于最终结果可能是毁灭,但谁知道我们现在了解的到底什么完整呢?

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