您的位置:首页 > 探索新闻 > 正文

宇宙在膨胀 中心在哪里?

2020/9/16 15:51:36 来源:原创 浏览:

如果宇宙真的在膨胀,就像许多专家所说的那样;那么,用外行的话来说,为什么不可能确定宇宙的中心呢?

最初的回答:如果宇宙真的在膨胀,就像许多专家所说的那样;那么,用外行的话来说,为什么不可能确定宇宙的中心呢?

问:如果宇宙真的在膨胀,就像许多专家所说的那样;那么,用外行的话来说,为什么不可能确定宇宙的中心呢?

答:因为就没有一个那样的中心。

可能需要一些文本来解释其原因,我先对将要出现的大量图文表示歉意。

这是我们在望远镜中看到的:

图源:quora

竖向“磁力”轴测量的,是遥远星系中,1A型超新星的表现亮度,比如,这颗超新星看上去有多亮。横向“红移”轴测量其光谱中的光向红移了多少。

那为什么我们要测量这两样呢?

让我们从亮度开始。 1A型超新星的形成时,白矮星通过吸食邻近恒星的外层从而“吞噬”整个恒星,因此其质量也大幅增加。当它们达到特定质量时—准确地说是1.4个太阳质量—它们再也无法支撑自己的质量了,它们会因此向内坍塌,进而爆炸。爆炸总是在这样的质量时发生,因为白矮星进食过多,而使质量逐渐攀升,因此它们总是释放出完全相同的能量。这意味着它们始终具有完全相同的亮度

但是,就像汽车前灯在远处显得较暗,在接近时会更亮,恒星和超新星也在远处显得较暗。我们知道距离和亮度之间的关系--这称为平方反比定律。如果将距离增加一倍,则光的传播面积将增加四倍,这意味着每平方米的光量是原始光量的四分之一。这也意味着,如果我们知道某个物体的真实亮度,并且可以测量它看起来有多亮,我们就可以测量出距离。这意味着表现亮度就是测量遥远超新星的一种标尺。图表中的点越高,超新星的距离就越远。

红移轴测量了另一件事:超新星的光向红移了多少。通常用纳斯卡赛车或一级方程式赛车经过路旁某人的镜头来解释:你知道的,那种改变了音高的汽车呼啸声。这是因为汽车向你靠近时,声波被压缩了;而驶离你的位置时,声波会扩大。较短的声波音调较高,较长的声波音调较低。

光实际上可以做差不多的事情。如果光源向你移动,则波长会被压缩,光看着会更蓝。如果光远离你,则波长会扩展,意味着光线变红。它移开的速度越快,光线就会变得越红。因此,通过测量遥远超新星的颜色,我们可以测量它在以怎样的速度离开我们。

这张图告诉我们的就是:超新星离得越远,它离开我们的速度就越快。

看了这么多,如果你还没有睡着的话,那么你可能得出结论,如果一切都在远离我们而去,那意味着这里就是宇宙的中心!

额……差不多吧。还有另一件事要看看。 想象一下,我们将上面所有有超新星的星系都包括。 我们知道他们所处的方向,也知道距离,因此我们可以绘制他们现在的位置的地图,向这样:

图源:quora


不仅如此,我们还知道它们驶离的速度。 也就是说,我们可以知道,比如说一百万年前,它们所在的位置。 然后我们就得到一张看起来像这样的地图:

图源:quora


然后将一张图放在另一张上,如下所示:

图源:quora


现在,你几乎可以看到红移、速度和距离之间的关系了。

“啊哈! 证实了! 靠近中间的那个星系一定是宇宙的中心!”


是吗? 你可以通过其他方式来覆盖地图,例如:

图源:quora


或者像这样:

图源:quora


或者这样:

图源:quora


无论你将哪个星系指定为“家”,宇宙看起来都一样。无论将望远镜放在何处,您都将发现距离和速度的关系是完全相同的。

这意味着宇宙没有真正的中心。宇宙并不是只从某一点开始扩张的。它从各个点进行扩展。

你取消了之前的气球类比,挺可惜的,因为这就是气球类比怎么产生的。有人认为,如果你有一个二维的宇宙图,就像上面那些图,然后将其包裹在气球的表面上,然后对气球充气,那你就有了一个很好的宇宙膨胀模型。无论你关注哪个星系,都将看到完全相同的变化。

扩展的气球表面上没有中心。它只是扩展。如果真的有中心的话,那就是在表面之外,即在宇宙之外。而我们的大脑通常想象不出啥是“宇宙之外”,所以我们常常在“宇宙在膨胀”这里就停住了,不往下想了。少点儿头疼。

听起来挺迷幻的,但这就是宇宙的表现方式。

如果你想知道科学家是如何得出这个结论的,而且还没觉得昏昏欲睡的话,那可以看看下面这篇文章:

克里斯特· 桑德林的回答:科学家如何得出大爆炸理论的?我们从哪里得到“过去什么都没有”的想法的?

作者: quora

FY: 大恐龙龙

如有相关内容侵权,请于三十日以内联系作者删除

转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处

文章来源网络,版权归属原作者,未注明作者均因传阅太多无从查证。本站为公益性非盈利网站,在本网转载其他媒体稿件是为传播更多的信息,此类稿件不代表本网观点。如果本网转载的稿件涉及您的版权、名益权等问题,请尽快与我们联系,我们将第一时间处理!
  • 冥行星学:你从未听说过的最奇怪的天文学领域

    文章介绍了2015年发现的一颗奇特的调光模式、距地球570光年的白矮星WD1145+017,通过对WD1145+017的分析,对行星体进行法医重建,以了解它们是什么样的,以及它们是如何死亡的。2015年,天文学家发现了一些奇怪的事情。一个距离地球570光年的白矮星,以奇怪的模式逐渐变暗。它以不同深度

  • 量子隐形传态对人类来说可能吗?它发展到什么地步了?

    人类的隐形传态只存在于科幻小说中,最著名的当属《星际迷航》。但隐形传态在量子力学的亚原子世界中是可能的。在量子世界中,隐形传态涉及信息的传输,而不是物质的传输。众所周知,由于海森堡测不准原理,我们并不能准确获知量子态的全部信息。因此,我们不能根据这些信息把它复制很多份。1993年,班尼特等人提出了量

  • 海王星的天空之色是什么?

    所有大气层的颜色,毫无疑问是蓝色的。海王星(Neptune)(1989)天王星(Uranus)(2015)木星(Jupiter)土星(Saturn)火星(Mars)金星(Venus)一个常见的错误认知是“氧气”使得我们的天空蔚蓝。这不是事实。氧气是一种无色的气体。所有无色气体将有瑞利散射(Rayle

  • 进展 | 准二维铁基超导体中发现朝下色散的中子自旋共振模

    非常规超导体包括铜氧化物、铁基、重费米子以及部分有机超导材料等,它们往往具有很强的磁性相互作用,且超导机制不能用传统的基于声子媒介形成的库伯电子对凝聚图像(简称BCS理论)来解释,至今仍是凝聚态物理前沿研究的难题之一。类比于BCS理论中的声子玻色型激发模,非常规超导体中一种有可能作为电子配对“胶水”

  • 550000000年前的海底“树叶”,长这样

    来源:新华网(资料图片为中国科学院南京地质古生物研究所供图)记者8日从中国科学院南京地质古生物研究所获悉,该所早期生命研究团队与美国学者合作,在我国湖北三峡地区的石板滩生物群中,发现4种形似树叶的远古生物。与真正长在树枝上的叶子不同,这些“树叶”实际上是形态奇特的早期动物,它们生活在远古海洋底部。参

  • 日本将拍摄火星及其卫星8K图像

    来源:环球网【环球网科技综合报道】9月14日消息,据外媒报道,日前日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)和广播公司NHK正在开发一款能拍摄火星及其卫星的4K和8K摄像机,以进行即将到来的火星卫星探索(MMX)任务。该任务将定期拍摄照片并将其传送回地球,其余数据则存储在“记录设备”中,这些设备将被装在太

  • 将核废料回收变为电池?放射性钻石核电池,可能是一个不错的选择

    研究人员正在开发一种新的电池,其动力核心来自于由实验室改良核废料制成的放射性钻石。如果该团队成功了,那其所研发的电池将可持续数千年。2018年夏天,一架无人机在斯特龙博利(Stromboli)火山口附近扔了一个小包裹。斯特龙博利火山位于西西里岛海岸附近,在过去一个世纪里几乎一直在不断喷发。作为地球上

  • 陨石:来自太空的“礼物”

    当斯威夫特-塔特尔彗星(cometSwift-Tuttle)带着撒落的碎片与地球相遇,一年一度的英仙座流星雨如期而至。看着这些夜空中划过的星雨,有人追忆,有人许愿,也有人担心流星会不会掉下来?流星是一种天文现象,在太空中,漂浮着许多的小天体,包括小行星、彗星以及它们的碎片等,当小天体(97%是小行星

  • “霍威尔”彗星17日将达最亮 天文爱好者可尝试观测

    新华社天津9月15日电(记者周润健)天文专家介绍,一颗名叫“霍威尔”的彗星(编号为88P/Howell)将在9月17日达到最亮,感兴趣的天文爱好者借助天文望远镜或双筒望远镜可尝试寻找这位“天外来客”。彗星是一种环绕太阳或行经太阳附近的云雾状天体,主要成分是水冰。彗星大部分都比较暗弱,明亮到能用肉眼看

  • 金星上有生命?科学家在其大气层中发现微量磷化氢

    中新网9月15日电综合报道,天文学家在地球的邻居——金星的大气中,检测到了微量磷化氢。在地球上,磷化氢是一种有毒的气体,但这一气体在金星大气层中被检测到,这意味着金星上可能有生命体存在。据报道,由英国卡迪夫大学教授简·格里夫斯与其同事们撰写的这项研究,于14日在《自然天文学》杂志上发表。“金星上发生