首页 理论教育 宇宙膨胀真实情况:漫画宇宙简史,星球引力无法阻止宇宙膨胀

宇宙膨胀真实情况:漫画宇宙简史,星球引力无法阻止宇宙膨胀

时间:2023-08-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:是的,宇宙不可能处于静态,宇宙每一分钟都在膨胀!由于宇宙在默默地膨胀,所以,星球们虽然互相吸引,但并不会一起掉落到什么地方去,我们也不会被挤扁。同学,我们来做一个假设:假设宇宙膨胀得很慢,引力会使它最终停止膨胀,然后开始收缩。假设它膨胀得比某一临界速率更快,引力将永远无法使它的膨胀停止,那样的话,宇宙就永远膨胀下去!

宇宙膨胀真实情况:漫画宇宙简史,星球引力无法阻止宇宙膨胀

亲爱的同学,也许你是一个喜欢仰望星空的孩子,那么,当你在清澈的夜晚仰望星空时,你看到的是什么星星呢?

让我们一起来分辨吧。

你所能看到最亮的星体,可能是天狼星织女星这类恒星,也可能是金星、火星、木星这几颗行星。你知道吗,其实每一颗恒星都是火热的太阳,只是距离我们太远了。

太阳系的“第一邻居”是半人马座比邻星,它是距离太阳系最近的恒星。虽然说“最近”,但也有大约4光年(1)那么远。如果这颗恒星上的小伙伴用发光的方式来和地球上的我们打招呼,我们大约要等几年后才能看到那束光。

你是不是感到很吃惊?

接下来,你可能会问,我们用肉眼能看到的其他恒星,距离我们有多远呢?

那可就更远了,大多数都是几百到几千光年。

与它们相比,太阳就显得近多了,只有8光分那么远!也就是约1亿5千万公里。

太阳熄灭

如果太阳在这一刻停止发光,那么,它不会对这一刻的地球产生任何影响。8分钟之后,我们才能知道太阳熄灭了,因为光从太阳到达地球要用大约8分钟的时间。

如果你用性能较好的望远镜观察星空,你一定会发现,在夜空散布的那些可见的恒星,既分散,又有规律可循——它们大都集中在一条亮带上。你知道这条亮带的名字吗?

是的,我们把这条亮带叫做——银河

早在1750年,就有天文学家指出,如果大部分可见的恒星都聚到一个单独的碟状结构中,那么,就可以得出银河的外观。今天,这个碟状结构被称为“螺旋星系”。

在你的脑海中,可能一直思索着这样一个问题:

宇宙如此阔大、深邃,那它是一动不动地静止着,还是一刻不停地运动着呢?

为了回答这个问题,我们还是先了解一下牛顿万有引力吧。

1687年,英国物理学家牛顿提出万有引力定律,认为宇宙中的任何物体都会被另外的物体所吸引,而且质量越大,距离越近,吸引力就越大。

举个例子来说,地球围绕太阳旋转,月球围绕地球旋转,就是—— 万有引力作用的结果。

按照牛顿先生的说法,恒星之间也应该是互相吸引,互相“拉拉扯扯”的,所以那些位置很远很远的恒星,当然也无法静止,也应该是运动着的。

这样一来,我们就得出了一个结论:宇宙中的星球都在不停地运动。

也就是说,就在你看这行字的这一刻,这一秒,星球们都在“活泼”地移动着。

地球撞太阳

围绕着太阳公转的地球,会发生能量损失,从而改变轨道,越来越靠近太阳,最后一头撞上太阳。但由于这种能量损失率非常小——大约只能点燃一个小电热器。所以,地球终其一生的时间,也不会撞到太阳上,没必要现在就担忧。

或许,你会由此产生一个疑惑:

既然恒星们互相吸引,那么,它们会不会最后一起落到什么地方去呢?

这是一个非常可爱,也非常好玩的问题。(www.xing528.com)

是呀,如果恒星们在引力的作用下,都像糖一样黏在了一起,那是什么情形呢?地球将变成什么模样呢?我们会不会被挤扁呢?

亲爱的同学,关于这个问题,我们还要拜访一下哈勃

1929年,美国天文学家埃德温·哈勃经过无数次观测后得出结论,我们所在的星系不是唯一的,宇宙里还有数不清的其他星系。恒星离我们非常非常遥远,我们只能看到很小很小的光点,看不到它们的大小和形状。

为了了解这些星系,哈勃做出了一个里程碑式的观测,最终发现,不管他往宇宙的哪个方向看,那些遥远的星系都在急速地远离地球而去。

所有的星系都在远离我们,这说明什么呢?

这只能说明一件事——宇宙正在膨胀。

这就好比有一个气球,气球上画着许多小花朵,当气球瘪着时,小花朵们都挤在一起。当你把气球吹起来后,那些小花朵就离得越来越远了。

或许,你以前认为,天上的星星都是乱七八糟地运动的。其实,星星们并不随心所欲,它们的运动很有规律:星系越远,星星离开我们的运动就越快!

是的,宇宙不可能处于静态,宇宙每一分钟都在膨胀!

由于宇宙在默默地膨胀,所以,星球们虽然互相吸引,但并不会一起掉落到什么地方去,我们也不会被挤扁。

我们看到的光到底是什么?

能被我们看到的光,自然是可见光啦。

可见光是什么呢?就是电磁场的起伏或波动。光的波长非常微小,大约为0.0000004~0.0000008米。

为什么光有不同的颜色?

光的不同波长,就是我们看到的不同颜色的东西。最长的波长,出现在光谱的红端。最短的波长,出现在光谱的蓝端。当恒星的光谱向红端移动时,意味着恒星正离我们而去;当恒星的光谱向蓝端移动时,意味着恒星正趋近我们而来。

哈勃就是通过观察星系的光谱,发现许多恒星的光谱都向红端移动的,这说明星系正在远离我们。

同学,我们来做一个假设:

假设宇宙膨胀得很慢,引力会使它最终停止膨胀,然后开始收缩。

假设它膨胀得比某一临界速率更快,引力将永远无法使它的膨胀停止,那样的话,宇宙就永远膨胀下去!

这就像火箭升天时的情形:

如果火箭的速度很慢,引力将最终使它停止,并折回地面。

如果火箭具有比某一临界值更高的速度,引力的强度不能将它拉回来,它就会继续飞离地球。

暗物质

暗物质是理论上提出的可能存在的物质,完全不可见,不属于构成可见天体的物质。天文学家通过许多观测结果证明,暗物质既存在于星系之中,也存在于星系和星团之间。目前可确定宇宙中暗物质是可见物质的5倍以上,但科学家们还完全不知道暗物质究竟是什么。

(1) 1光年≈10万亿公里。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈