试从河外天体的谱线红移(哈勃)宇宙微波背景3k辐射;两个方面说明宇宙大**理论的正确性。大神帮帮忙

2024-05-25 09:47:01
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第一个为宇宙膨胀提供观测证据的人,是美国天文学家维斯托·斯莱弗(vestoslipher),当时他用恒星光谱测量了邻近星系的速度。正在移向地球的恒星发出的光波会被压缩,波长变短,导致星光颜色向蓝色端偏移(蓝移);正在远离我们的天体发出的光波则被拉伸,波长变长,颜色向红色端偏移(红移)。通过测量遥远星系发出的光波是被压缩还是拉伸,斯莱弗就能确定它们是在移向我们还是远离我们,还能测量它们的运动速度。(当时的天文学家们甚至不能确定,这些今天被称为“星系”的暗弱光斑,究竟是独立的恒星集团,还是银河系中的气体星云。)斯莱弗发现,几乎所有的星系都正在远离我们而去。我们似乎处在一个膨胀宇宙的中心。不过,我们通常并不把宇宙膨胀的发现归功于斯莱弗,而是将功劳算在了美国天文学家埃德温·哈勃(edwinhubble)的头上。(不然就不会有哈勃空间望远镜,而应该是斯莱弗空间望远镜了。)哈勃不仅测定了邻近星系的速度,还测定了它们的距离。这些测量让他得出了两个重要的结论,足以说明宇宙膨胀发现者的桂冠非他莫属。第一,哈勃证明这些星系确实非常遥远,从而证明它们和我们所处的银河系一样,是独立的恒星集团。第二,他发现星系的距离与速度之间存在简单的对应关系:星系的速度正比于它与我们之间的距离。也就是说,一个星系到我们的距离是另一个的两倍,那么它远离我们而去的速度也会是另一个星系的两倍。距离与速度之间的这一关系,恰好是宇宙正在膨胀的标志。哈勃的测量结果后来不断得到修正,最近一次修正使用了遥远超新星的观测数据——正是这次修正导致了暗能量的发现。这是美国贝尔实验室的物理学家阿诺·彭齐亚斯(arnopenzias)和罗伯特·威尔逊(robertwilson),在1965年追查射电干扰源时意外发现的。科学家们很快就意识到,这种辐射正是宇宙膨胀早期阶段残留下来的一种遗迹。它意味着宇宙最初是灼热而致密的,后来才逐渐冷却,变得越来越稀薄。炽热的早期宇宙还是核聚变的理想场所,这是大**理论的最后一个观测支柱。当宇宙温度高达10亿到100亿k时,较轻的原子核能够聚变为较重的原子核,这个过程被称为“大**核合成”(bigbangnucleosynthes**)。随着宇宙的膨胀,温度会迅速下降,因此核合成只能持续短短几分钟,聚变也只能发生在最轻的几种元素之间。宇宙中的大部分氦和氘都是在那个时候形成的。天文学家对宇宙中氦和氘丰度的测量结果,与大**核合成的理论预言吻合。核合成还准确预言了宇宙中质子和中子的丰度,为大**理论提供了进一步的证据。当然。广义相对论也是一个证据,在它出现之前的近300年里,牛顿理论一直是天文学几乎所有分支的基础。从地球到星系,不论在什么尺度下,牛顿理论都能准确预言物体的运动状态。但是,对于无穷大的物质集合,牛顿理论就完全不适用了。广义相对论突破了这个局限。1916年,爱因斯坦公布了广义相对论,并且提出了一个包含宇宙学常数的简单方程,用来描述宇宙。此后不久,荷兰物理学家威廉·德西特(willemdesitter)就求出了方程的一个解。德西特的结果似乎与当时人们公认的宇宙图景完全一致:宇宙是被广袤且永恒不变的虚空包围着的一座宇宙岛。宇宙学家们很快意识到,这种永恒不变的静止状态是一种误解。事实上,德西特的宇宙会永远膨胀下去。比利时物理学家乔治·勒迈特(georgeslematre)后来证明,爱因斯坦的宇宙学方程预言,宇宙要么膨胀,要么收缩,无限、均匀、永恒不变的宇宙不可能存在。后来被人称为“大**”的理论,就是在这个观点的基础上产生的。 20210311
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