设为首页 | 加入收藏

欢迎访问幸运彩票有几种版本-幸运彩票是黑平台吗-幸运彩票这个网站咋样

活动预告 >> 修正药业-世界的结局是什么?胀大仍是缩短?谁又真实发现了世界在胀大?

不仅仅是简略的哈勃规矩计算,真实的前史远比你所听闻的故事更为杂乱。

咱们最令人惊叹的实际之一是国际结构自身——空间,并非坚持不变,质量体使空间弯折、歪曲;运动的质量体改动空间的性质;涟漪以光速穿过国际。时刻与空间并不是国际别离的、不变的特点,它们彼此联络构成咱们所知的单一实体——时空。

图解:胀大或缩短是包含质量体的国际的必定结局,但它的胀大率及其跟着时刻的改动则由你地点国际的万物定量决议。(美国航天局/ WMAP科学队)

1920年代,咱们迎来了国际最大的惊喜之一,许多科学家提出了一个前卫的观念:跟着时刻的消逝,空间将因胀大或缩短被彻底改动。这可不是一些海市蜃楼的理论,这一观念彻底可由数据支撑。数据显现,离咱们越远的星系,好像在以更快的速度远离咱们。与爱因斯坦的广义相对论共同,这意味着咱们的国际正在胀大。1929年以来,咱们一向向前探究,从未回头。

图解:图片左面显现了物质(图片上部)、辐射(中部)以及国际常数(图片下部)在胀大的国际中怎么跟着时刻演化的。右图显现的是胀大率的改动;在国际常数下,或许在国际常数存在的情况下(这实际上是它在胀大期间所做的),国际胀大率并未减小,导致了国际的加快胀大。(E. SIEGEL / BEYOND THE GALAXY)

几代人以来修正药业-世界的结局是什么?胀大仍是缩短?谁又真实发现了世界在胀大?,咱们把这个简略规矩称为哈勃规矩(以埃德温哈勃命名)——一个悠远天体视向退离咱们的均匀速度与间隔成正比。即便在今日,将退行速度与表观间隔联络起来的常数被称为哈勃常数。

但问题是,埃德温哈勃并非发现这个规矩的前史第一人。虽然1929年哈勃宣布了一篇超级论文翔实地论述了红移-间隔联络和联络它们的份额常数,但比利时科学家乔治勒梅特仅用了哈勃运用数据资料中的一部分提早两年提出相同的理论。因而,天文学家们现在将其称为“哈勃-勒梅特规矩”。但究竟是发现了国际胀大,这背面的故事乃至更错综复杂。

图解:主导的广义相对论的数学非常杂乱,广义相对论自身为它的公式供给了许多或许的解。但只要在限制条件下描绘咱们的国际,将观测结果与理论猜测进行比较,咱们才能够得到一个物理理论。(T. PYLE/CALTECH/MIT/LIGO LAB)

首先从艾伯特爱因斯坦开端,他在1915年提出广义相对论。爱因斯坦的引力理论在间隔很远质量很小的情况下简化为牛顿规矩,并供给了绝无仅有的、契合观测的猜测,相反牛顿万有引力规矩的猜测在质量大间隔小的情况下与观测不符。水星轨迹是第一个发作疑团的当地,紧接着是日食过程中恒星光线的弯折也无法解说,爱因斯坦的广义相对论成功解说了这些困惑,而牛顿万有引力论失利了。

但爱因斯坦意识到,它的理论猜测停止的国际是不稳定的,它一定会胀大或许缩短。可是他并未承受这一强壮的猜测,而是否定了它,认为国际有必要是停止的。他引进国际常数去抵消无处不在的引力,用以坚持国际的稳定,致使他后来将“国际常数”称为他在物理学上犯的“最大的过错”。

图解:维斯托斯里弗初次提出:均匀来说,间隔咱们越远的星系,以更快的速度退离咱们。多年来,这个观念向传统理论建议应战,直到哈勃的观测将碎片整合:国际正在胀大。(VESTO SLIPHER, (1917): PROC. AMER. PHIL. SOC., 56, 403)

乃至在爱因斯坦之前,维斯托•斯里弗进行了很多调查,这些调查关于空间胀大的发现是非常有协助的。20世纪前期,斯里弗运用他望远镜上的新装置——光谱摄制仪,调查到咱们之后所知的螺旋星云 。维斯托•斯里弗将来自这些星系的光线分解成他们各自的波长,以辨认原子内部宣布的光谱线。

咱们现已知道原子的作业原理,就能够丈量这些谱线向不同波长的系统性位移:假如星系在远离咱们,谱线变红;假如星系在向咱们接近,谱线变蓝。这些旋转星云具有很高的速度无法咱们的星系结合,大部分在电磁波谱上显现为红移。其间一些运动速度大于其他旋转星云。维斯托•斯里弗的研究结果显现这些旋转星云便是星系自身,并且大部分在退离咱们。但,斯弗里并未拨开整团迷雾。

图解:上图为胀大国际或许的结局。留意不同模型曩昔部分的不同,只要具有暗能量的国际契合咱们的观测,而德西特早在1917年便提出了暗能量主导的处感性理方案。

(THE COSMIC PERSPECTIVE / JEFFREY O. BENNETT, MEGAN O. DONAHUE, NICHOLAS SCHNEIDER AND MARK VOIT)

第二位做出重要贡献的科学家便是威廉德西特,他在1917年指出,当你幻想的是一个在爱因斯坦常数主导下的广义相对国际是,它会胀大。更值得忧虑的是国际胀大特性:胀大是无止境的,会持续进行下去,胀大率指数方式增加,这意味着离咱们越远的物质将越快远离咱们。

虽然没有满足的观测依据能够证明国际正在胀大,德西特指出,如爱因斯坦幻想的那样,广义相对论下国际会胀大。(或许更令人惊叹的是,德西特所描绘的胀大模型好像以暗物质的方式存在于咱们今日的国际中)。

图解:上图是用今日现代符号的传统写法表明的第一个弗里德曼方程式,方程左面胪陈了哈勃胀大率及时空的演化,方程右边包含不同方式的物质与能量,以及空间曲率。这个方程式本质上是弗里德曼1922年从他树立的模型中推导出来的,被称为国际学中最重要的方程式。(LATEX / PUBLIC DOMAIN)

1922年物理学家亚历山大弗里德曼宣布了一部惊人的作品:为实际国际处理广义相对论。这个均匀地充溢物质、辐射、空间曲率、国际常数以及各种能够幻想的东西的国际,第一次,有了处理方案。

亚历山大弗里德曼发现,无论怎么,国际不是在胀大中便是在缩短中。弗里德曼认为,假如国际中充溢物质,即便是一个彻底空无的国际,停止的国际都是不稳定的。依据斯里弗的观测以及近期希伯柯蒂斯在1920年大辩论中提出的观念,胀大的国际说背面既有理论支撑,又有观测支撑。

图解:上图为1887年拍照的仙女座大星云的相片,第一次修正药业-世界的结局是什么?胀大仍是缩短?谁又真实发现了世界在胀大?向咱们展现了银河系最近大星系的旋臂结构。图片看起来像是全白的是因修正药业-世界的结局是什么?胀大仍是缩短?谁又真实发现了世界在胀大?为它是在无滤光线下拍照的,而不是运用红、蓝、绿光线然后将色彩叠加。自相片拍照131年来,图片中可辨认的仙女座大星云的特征并没有发作改动,即便期间有些好像是随机发作的恒星和瞬变作业,比方新星和超新星作业。(ISAAC ROBERTS)

可是,96年前,全部都发作了改动,埃德温哈勃做出了或许是天文学史上最重要的观测。他其时正在仙女座大星云中寻觅恒星的迸发,他其时认为这些是新星。1887的年相片们展现了仙女座的螺旋结构,为了解咱们与仙女座的间隔,哈勃望远镜正在观测这些新星。他发现了一颗、两颗,然后是第三颗。

之后,难以想象的作业发作了:他发现了第四颗新星,在发现第一颗新星相同的当地。他意识到一颗新星不或许如此快速地康复精力,他兴奋地划掉字母“N”(代表新星),用红笔写上大写字母的“VAR”(变星)。有了亨丽埃塔莱维特从前对变星的研究效果,他能够计算出咱们与仙女座的间隔,得出的结论是它远超过银河系的巨细,仙女座自身便是一个星系,而不是星云,全部的螺旋星云自身便是星系。

这些要害依据碎片合起来揭开了胀大中的国际的面纱。

图解:哈勃在仙女座星系发现的造父变星,命名为M31,为咱们打开了国际的盒子,给予咱们所需的关于银河系外星系的观测依据,引出了胀大的国际。(E. HUBBLE, NASA, ESA, R. GENDLER, Z. LEVAY AND THE HUBBLE HERITAGE TEAM)

哈勃与他的帮手米尔顿胡马森持续搜集更多旋转星系变星的数据,这些数据协助他们推出与其他天体的间隔。上世纪20年代末,他们现已具有满足星系的数据,对这些作业亲近重视的科学家归纳恰当的依据就能够得出星系间隔-红移联络。假如你,我日子在那个年代,并知道这些信息,也能够计算出国际正在胀大。

前史上,1927年,乔治勒梅特成为提出胀大国际说的第一人。但他的作品以法文宣布在一本不知名期刊上,那个年代鲜有人知。1928年,美国科学家霍华德罗伯逊相同独登时将依据碎片整合,计算出国际正在胀大及其原始胀大率。可是,在一组更大数据的支撑下,哈勃1929年宣布了打破性作品,得到了大部分的赞誉。

图解:图片是1929年哈勃关于国际胀大的原始观测,以及随后更具体的但不确认的观测。比照长辈与竞争者,哈勃图表用更优秀的数据明晰地显现了红移-间隔联络,而现代关于这一块的理论研究愈加深远。 (ROBERT P. KIRSHNER (R), EDWIN HUBBLE (L))

近期,为几代人所知的“哈勃规矩”被从头命名为“哈勃-勒梅特规矩”,但最重要的不是赞扬那些逝世几百年的前辈,而是要让每个人了解咱们是怎么发现主导国际的规矩,以及这些规矩是什么。我很愿意把全部物理规矩的姓名去掉,仅仅以它们的内容为称谓:红移-间隔规矩。不仅仅是一个或两个人效果获得发现胀大国际的打破,而是本文说到的或未提及的全部科学家的尽力。总的来说,重要的是咱们对国际怎么运作有一个根本知道,这也是科学研究的终究遗产。其他的全部仅仅人类盲目寻求荣誉的赋性算了。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. medium- Charmy- Ethan Siegel

如有相关内容侵权,请于三十日以内联络作者删去

转载还请获得授权,并留意坚持完整性和注明出处



上一条      下一条
返回顶部