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太空草原

 
 
 

日志

 
 

宇宙是个大汽球? ( 引用 )  

2007-10-31 16:15:04|  分类: 科技 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一个宇宙是个大汽球?

                          与tiange谈天体物理:

       哈勃常数解释星体的红移速度未必合适,用来解释宇宙物质的密度到有点谱.大爆炸理论是符合西方人思维习惯和宗教文化传统的一个美妙神话!变速跑?____那宇宙真象他们说的那样是个大汽球,上帝的嘴想怎么吹就怎么吹了.

   规律简单,结构复杂,这就是物质世界的本质.关于变速跑的问题,同样的观测结果(也是缺少统计基数的),我认为(根据非膨胀理论...)这是星体在作近圆运动造成的,.......(待叙)

 
附tiange原文:

                               宇宙在玩变速跑

两个力的较量

  70多年前,美国天文学家哈勃通过观测发现,几乎所有的星系都在远离银河系而去。他注意到,远处的星系比近处的星系更快速地飞离,它们的距离和速度有一定的关系,于是他提出了著名的哈勃定律,即星系从地球远去的相对速度等于地球到星系的距离与哈勃常数的乘积。

  如果用爱因斯坦的广义相对论来解释,哈勃定律意味着宇宙空间正在均匀地膨胀,即宇宙的体积严格按比例增大。根据爱因斯坦的理论,由于物质和能量的存在,使空间发生了弯曲,结果就产生宇宙中的引力。

  人们一般认为,引力是物质相互吸引的力。将我们留在地面上的力是引力,抛起的球最终落下,月球在轨道上绕着地球旋转,这些都是引力在起作用。如果没有了引力,我们的太阳系和银河系就会立刻解体,变得七零八落。

  不过,根据爱因斯坦的广义相对论,引力未必一定是吸引的力,它还可以是相互排斥的“斥性引力”。由于迄今为止所知的物质或能量都产生的是引力,因此科学家推测,整个宇宙也都是引力统治的王国。所谓的“斥性引力”只是理论上的假设,与我们现在的宇宙是没有关系的。而且,直到上个世纪90年代,天文学家还相信,是引力导致了宇宙膨胀速度在逐渐减慢。

  宇宙膨胀曾经加速?

  然而,宇宙总是给人以惊讶。

  1998年,天文学家观测到,遥远的一次超新星爆发在瞬间发出了100亿倍太阳亮度的光线,但是这个观测数据却比根据流行的宇宙理论预测的亮度值要低。于是,有一部分科学家怀疑,这个现象也许说明,宇宙的膨胀速度并不总是一贯地处于减速状态,有些时候宇宙膨胀是在加速!如果那样的话,几十亿年前爆发的超新星的光线有可能穿越了比预计的更长的路程到达地球,因此亮度比理论值低,也就不奇怪了。

  这个结论太惊世骇俗,如果宇宙膨胀曾经加速,就说明宇宙空间中也有斥性引力在起作用,这种力量让宇宙跑得更快了。

  因此,主流的科学家对这种解释表示质疑。他们提出,其他的原因也能让超新星看上去比预期的要昏暗,比如漂浮在星系间的尘埃遮蔽了超新星的光线;或者,也许早期诞生的超新星本来就比较暗。毕竟,当时宇宙的化学组成与现在不同,由恒星核反应所产生的重元素比较少,超新星成分有所不同也很合理。

  两派科学家争论了起来。幸好,有一种方法可以检验这些假设是否正确。如果超新星看上去比较暗淡是由于宇宙尘埃遮蔽造成的,或者是星体原本就比较暗淡,那么光线的减弱应当随着天体红移的增加而更明显;而如果超新星变暗是由于宇宙在经历了早期的减速膨胀后转为加速膨胀造成的,那么来自减速膨胀时期爆发的超新星光线应该显得比理论值明亮(来自加速膨胀时期爆发的超新星光线则显得比理论值暗淡)。所以,通过观察宇宙早期的超新星爆发,能够检验超新星变暗现象到底是什么原因产生的。

  搜寻超新星

  科学家忙碌了起来。为了利用红移效果来测定宇宙膨胀快慢,就必须寻找一颗亮度固定,并且虽然距离我们很远、却可以被观测到的天体。科学家发现,一种称为Ia型的超新星十分符合条件。

  这种超新星爆发时,亮度非常高,以至于在半个可视的宇宙之外,都能用地面望远镜观测到它们,而太空中的哈勃望远镜能够看到更远方的超新星。通过测量这种超新星所在星系的红移,我们能够推断出该超新星的退行速度。由于退行天体发出的光线会移向较长的波长范围里,因此它们看上去会偏红。例如,现在观测从宇宙只有现在一半大小时发来的光线,其波长是原来波长的2倍。通过大量测量位于不同距离的超新星的红移和它们的视亮度,我们能够追寻宇宙膨胀的来龙去脉。

  遗憾的是,Ia型超新星的数量很少,在我们的银河系中,这种类型的超新星爆发几百年只发生一次。因此,在搜索超新星时,科学家采取反复观测包含着大量星系的同一片天空,然后对比这些图像。如果出现了以前没见过的亮点,就有可能是一次超新星爆发。

  2001年,利用哈勃望远镜进行反复观测,科学家幸运地发现了一颗Ia型超新星。这颗超新星爆发的时间发生在100亿年前,当时的宇宙只有现在的1/3那么大。这颗星体很明亮,比假定宇宙尘埃遮蔽而导致的亮度明亮许多,因此超新星变暗至少不完全是由宇宙尘埃造成的,应该还有宇宙膨胀减速的影响。2002年,哈勃太空望远镜安装了新的高级成像装置,搜索超新星更为方便。很快望远镜就发现了大约70亿年前的6次Ia型超新星爆发。这些观测结果证实,宇宙早期确实存在着减速膨胀。

  通过对许多超新星的观察,科学家最终确定,宇宙一开始有减速膨胀的趋势,然后又曾经加速膨胀。从减速膨胀转为加速膨胀的时间点是距今50亿年前。宇宙在向四面八方膨胀着,有时它跑得快一点,有时它跑得慢一点。这就是科学家对宇宙的最新认识。

  可是,让宇宙变速跑的原因是什么?难道科学家一直否定的斥性引力真的存在吗?一些科学家认为,也许某些暗能量能够产生斥性引力,而我们对暗能量的性质基本上还一无所知。关于宇宙的变速奔跑,科学家还在探索中。

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