宇宙加速膨胀(宇宙现在是不是还在加速向外膨胀呢?)

AI教程3个月前发布 AI中文网
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1、宇宙现在是不是还在加速向外膨胀呢?

科学家观察星系时,发现光谱的谱线并不在它的标准位置上,而是所有的谱线的波长都加长了,并且距离越远,此现象越明显,也就是谱线向红端移动,这种现象就是谱线红移,简称红移。

之所以说宇宙加速膨胀,关键是:距离越远,红移越明显,这说明宇宙膨胀没有停止。可能有人会质疑宇宙会不会匀速膨胀,减速膨胀,这都有可能。

但是加速度本身就存在正、负加速度,和0加速度,同样膨胀的加速度,也存在正、负和0。总之现在宇宙还在红移,就说明宇宙还在膨胀,所以说宇宙加速膨胀。

宇宙加速膨胀(宇宙现在是不是还在加速向外膨胀呢?)

2、宇宙为何一直在加速膨胀?究竟是谁造成的?

大多数学者认为,宇宙膨胀的力量是由于暗物质和暗能量的相互作用,导致新物质的不断产生,填补了宇宙的空间,使恒星之间的距离变大,这就是宇宙膨胀的真相。一些科学家做过这样的气球实验,气球表面有无数的斑点,然后气球被慢慢炸飞,斑点代表宇宙的恒星,而气球的膨胀象征着宇宙的膨胀,科学家发现,随着气球的膨胀,斑点之间的距离将继续扩大,速度将逐渐加快。

当光斑距离扩大时,吹气分子填补两个光斑之间的空隙。也就是说,宇宙膨胀的本质不是受某种重力或排斥力的影响,而是新物质的产生,推动恒星之间的距离迅速扩大,众所周知,宇宙的框架是由暗物质和暗能量组成的。暗物质产生的引力将减缓宇宙的膨胀,而暗能量产生的力则相反会加速宇宙的膨胀。

然而,暗物质和暗能量是相互对立的,一直处于相互斗争的状态,然而,目前,人类对它们的研究和理解非常有限。然而,仍然可以推断,宇宙的膨胀可能没有上限,宇宙膨胀的这种加速意味着宇宙在空间结构中包含的一些未知能量的推动下分崩离析。这种所谓的暗能量占据了宇宙的绝大部分组成,含量超过 70%。

这种暗能量最初只占宇宙的一小部分。然而,随着物质在宇宙膨胀过程中逐渐稀释,暗能量变得越来越重要。它的本质仍然是一个谜,也许是当今物理学面临的最大难题。宇宙膨胀的发现使我们迈出了奠定基础的第一步,最终得出了今天的标准宇宙学观点,即,宇宙诞生于大约 137亿年前的一次大爆炸中。

关于宇宙为何一直在加速膨胀究竟是谁造成的的问题,今天就解释到这里。

宇宙加速膨胀(宇宙现在是不是还在加速向外膨胀呢?)

3、宇宙为何加速膨胀?

地球,太阳系,包括整个银河系和离我们最近的几千个星系,都在一个直径为2.5亿光年的巨大“泡泡”结构中运行。我们看似巨大的结构在宇宙中只是微不足道的一粒沙尘,宇宙中还有很多类似的巨大结构,组成了可观测宇宙,而可观测宇宙又是整个宇宙的一个小小的斑点。宇宙巨大到无法想象,不过对于天文学家来说,比宇宙的大小更令人难以琢磨是宇宙的膨胀演化和宇宙的未来。

自138亿年前,宇宙经历大爆炸诞生以来,它就一直在膨胀,这一理论最初是由比利时的乔治·勒迈特提出的,而埃德温·哈勃则首先证明了这一观点。天文学家在1929年就发现,每个星系都在远离我们,这也表明过去有一段时间所有星系都位于同一地点,这个时间对应的就是宇宙的起源,也就是大爆炸。

宇宙膨胀还意味着,无论我们身处哪个星系,其他的星系都在远离我们,也就是说星系并没有在太空中移动,而是在宇宙空间本身在扩大。换句话说,宇宙没有中心,一切都在远离其他的一切。听起来好像很矛盾,我们可以想象在一个1000万光年之内有一个星系的空间参考系网格,网格的对角有两个星系,那么经过足够的时间后,该网格将伸展,星系将离得更远,如果时间足够,这两个星系之间的距离将是无限的。

天文学家们为了解释宇宙膨胀,还拿了一块葡萄干面包。我们可以想象宇宙是这个葡萄干面包本体,随着面包自己在膨胀,在里面的葡萄干的距离越来越远,但是值得注意的是,葡萄干,也就是这些星系仍然停留在面团中,星系自己其实没有动。回到宇宙当中,星系(葡萄干)可能会在某一时刻消失,我们再也看不到了,因为宇宙膨胀的速度如此之快,以至于它们的光从未到达过地球。

伴随宇宙膨胀而来的哈勃常数

确实,宇宙一直在膨胀,但是宇宙膨胀的有多快呢?说到这里,我们要说的一个理论名为哈勃常数,哈勃常数其实就是用来计算宇宙随时间膨胀的速度。天文学家自2005年以来一直在用哈勃望远镜探索并细化这些距离测量,测量之后天文学家们还需要对哈勃常数进行微调。在最新的研究中,天文学家使用哈勃望远镜观察了大麦哲伦星云中的70颗造父变星的光度变化,测试的结果使天文学家们对哈勃常数的不确定度从早期估计的2.2%降低到了1.9%。

研究人员利用所有这些信息计算现代宇宙的膨胀率,新的数值是每326万光年范围内,宇宙每秒膨胀74.03公里。天文学家之后对数值进行了多次计算,这个数字的不确定性,也就是错误率仅为1.9%。这是迄今为止计算得出的最低的宇宙膨胀错误率值,低于2001年的10%和2009年的5%。相比之下,天文学家预期估算的扩展速率约为每326万光年范围内,宇宙每秒膨胀67.40千米。

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