德国少年儿童百科知识全书（共20册第910合辑平装美惠版）/WAS IST WAS

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恒星的速度能够测量吗？ 当光源——如源自恒星或者星系，以极高的速度向我们移动时，会导致 它们发出的光的波长产生变化：即光的波长会变短，长波长的红光看起来就 变成了短波长的蓝光。光源背离我们运动或者我们自己乘坐宇宙飞船远离它 ，都会使它所发出的光的波长变长。一个以极快速度远离我们的、发出蓝色 光的电灯，我们看起来会是黄色的或者红色的。我们称这种现象为“多普勒 效应”。 为了计算恒星的移动速度，我们必须知道来自宇宙各处的由氢气聚变所 辐射出的光的特定波长。假如一个高温、含氢的恒星正远离我们，那么对我 们来说，它发出的光的波长比我们所预期的要长。而如果它朝着我们急速移 动，那么光的波长将变短。 基于波长的变化，我们可以根据这一特性确认光的原子种类，天文学家 还能精确地计算出，某颗恒星面向或者背离我们时的运动速度。例如，我们 周围移动最快的恒星，正以543km/s的速度远离我们，而其他的恒星则以不 到500km/s的速度靠近我们。 星系会移动吗？ 不仅恒星在移动，就连银河系也在不断移动。我们邻近的星系，一部分 在快速地靠近我们，而一部分则在远离我们。例如，仙女座星云正以 270km/s的速度向我们靠近，而麦哲伦星云却以相近的速度远离我们。人们 估计，这样均匀分布的移动速度，恐怕也发生在遥远的星系和星系群中。 天文学家不得不惊讶地承认，几乎所有遥远的星系都在远离我们。他们 离我们越远，则背离我们移动的速度就越快。当然这并不表示，我们的银河 系就处在宇宙的中心，因为在不同的观测地点，人们都会有相似的感觉。各 个星系之间正在相互远离，宇宙在不断地膨胀、扩大。如果两个银河系以十 分之一的光速背向移动，并且他们之间相距15亿光年的距离，那么它们在 150亿年前肯定相互之间距离很近(这里忽略它们的速度会发生改变)。类似 的测试方法同样适用于其他星系。 真的有过宇宙大爆炸吗？ 大约130亿至150亿年前，我们所知的宇宙还只是一个炽热的、超大密度 的火球。通过一次原始大爆炸，它的各个组成部分之间，开始相互远离。所 谓的宇宙大爆炸，肯定是某种更高级的力量的杰作。 随着科学家对时空探索的不断深入，他们对这种观点的见解也越来越不 一致。尽管我们今天对地球的发展史有很深的了解，但想全面地揭示宇宙上 百亿年的历史，仍然是相当困难的。 对于判断宇宙是否发生过大爆炸，仅凭宇宙不断膨胀的现象作为依据， 似乎还不够充分。但是，人们对此却另有一个非常重要的观点：随着我们对 宇宙认识的不断加深，我们对它过去的了解也会不断地增加。 我们所看到的距离我们十光年的恒星，是它十年前的样子。一个遥远的 星系也是如此，我们看到的景象也是它数十亿年前的样子。人们用大型天文 望远镜所观察到的遥远天体，只是类星体——即未来星系的雏形。 如果人们能够从任意的方向观测更遥远的宇宙，那么人们最终必定能够 看到宇宙的原始形态，即炽热的原始气体，并观察到由它们产生出星系、恒 星、行星以及生命的过程。 宇宙大爆炸之初，我们肯定是被一个遥远的、发出明亮光芒的外壳所包 围，而且黑夜时的天空肯定和白天一样明亮。 由于宇宙在不断地膨胀，所以从不断远离我们的明亮“火墙”发出的光 波会不断变长。这种光的波长变得如此之长，以至于它们抵达我们时，所呈 现的不再是可见的短波长的“光”，而是不可见的长波长的微波。 通过射电望远镜观测到的，从各个方向朝我们涌来的“宇宙背景辐射” ，可以作为上述理论的佐证。如今，宇宙背景辐射是宇宙大爆炸理论的最根 本支撑，它否定了其他所有的宇宙诞生理论。 宇宙是什么时候诞生的？ 通过星系的间距以及移动的速度，往前推算出它们的起始点，进而可以 轻易地推算出宇宙的年龄，这种理论是人们可以接受的。 但是，由于星系的移动速度不断受到各种因素的影响，所以事情并非一 道计算题这么简单。这是因为星系质量之间相互吸引，从而导致他们相互背 离运动的速度必定受到影响。 此外，宇宙中的物质越多，这种影响就越大。另一方面，人们通过探测 发现，星系之间相互背离运动的速度也越来越快。此外，对遥远星系距离的 计算，我们也无法保证其精确度。 所有这些都说明，我们对宇宙的年龄只能进行推测。大多数科学家认为 ，宇宙是在130亿至150亿年前诞生的。 (摘自《现代物理》P39-41)