1.關(guān)于太空,宇宙的知識(shí)
太空燈塔——中子星
1967年,天文學(xué)家偶然接收到一種奇怪的電波。這種電波每隔1—2秒發(fā)射一次,就像人的脈搏跳動(dòng)一樣。人們?cè)欢劝阉?dāng)成是宇宙人的呼叫,轟動(dòng)一時(shí)。后來(lái),英國(guó)科學(xué)家休伊什終于弄清了這種奇怪的電波,原來(lái)來(lái)自一種前所未知的特殊恒星,即脈沖星。這一新發(fā)現(xiàn)使休伊什獲得了1974年的諾貝爾獎(jiǎng)。到目前為止,已發(fā)現(xiàn)的脈沖星已超過(guò)300個(gè),它們都在銀河系內(nèi)。蟹狀星云的中心就有一顆脈沖星。
脈沖星是本世紀(jì)60年代四大天文發(fā)現(xiàn)之一 (其他三個(gè)是:類星體、星際有機(jī)分子、宇宙3K微波輻射)。因?yàn)樗煌5匕l(fā)出無(wú)線電脈沖,而且兩個(gè)脈沖之間的間隔(脈沖周期)十分穩(wěn)定,準(zhǔn)確度可以與原子鐘媲美。各種脈沖星的周期不同,長(zhǎng)的可達(dá)3.7秒,短的只有0.033秒。
脈沖星就是快速自轉(zhuǎn)的中子星。中子星很小,一般直徑只有10千米,質(zhì)量卻和太陽(yáng)差不多,是一種密度比白矮星還高的超密度恒星。
中子星的前身一般是一顆質(zhì)量比太陽(yáng)大的恒星。它在爆發(fā)坍縮過(guò)程中產(chǎn)生的巨大壓力,使它的物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大的變化。在這種情況下,不僅原子的外殼被壓破了,而且連原子核也被壓破了。原子核中的質(zhì)子和中子便被擠出來(lái),質(zhì)子和電子擠到一起又結(jié)合成中子。最后,所有的中子擠在一起,形成了中子星。顯然,中子星的密度,即使是由原子核所組成的白矮星也無(wú)法和它相比。在中子星上,每立方厘米物質(zhì)足足有10億噸重。
當(dāng)恒星收縮為中子星后,自轉(zhuǎn)就會(huì)加快,能達(dá)到每秒幾圈到幾十圈。同時(shí),收縮使中子星成為一塊極強(qiáng)的“磁鐵”,這塊“磁鐵”在它的某一部分向外發(fā)射出電波。當(dāng)它快速自轉(zhuǎn)時(shí),就像燈塔上的探照燈那樣,有規(guī)律地不斷向地球掃射電波。當(dāng)發(fā)射電波的那部分對(duì)著地球時(shí),我們就收到電波;當(dāng)這部分隨著星體的轉(zhuǎn)動(dòng)而偏轉(zhuǎn)時(shí),我們就收不到電波。所以,我們收到的電波是間歇的。這種現(xiàn)象又稱為“燈塔效應(yīng)”。
中子星的能量輻射是太陽(yáng)的100萬(wàn)倍。按照目前世界上的用電情況.它在一秒鐘內(nèi)輻射的總能量若全部轉(zhuǎn)化為電能,就夠我們地球用上幾十億年。
中子星并不是恒星的最終狀態(tài),它還要進(jìn)一步演化。由于它溫度很高,能量消耗也很快,因此,它的壽命只有幾億年。當(dāng)它的能量消耗完以后,中子星將變成不發(fā)光的黑矮星。
2.【宇宙知識(shí)】
讓 夢(mèng) 飛 起 來(lái) 宇宙知識(shí)——宇宙自然選擇學(xué)說(shuō)簡(jiǎn)介宇宙知識(shí)——宇宙自然選擇學(xué)說(shuō)簡(jiǎn)介為什么宇宙會(huì)是我們觀測(cè)到的這副樣子?為什么它具有目前已測(cè)知的那些基本常數(shù)值?80年代初,在宇宙創(chuàng)生大爆炸框架下發(fā)展了目前最流行的暴脹宇宙模型:宇宙在大爆炸后不到1秒的時(shí)間里膨脹了大約10-30倍,大約和橘子一般大小,然后開始以較穩(wěn)定的膨脹速率,直到現(xiàn)在,大約150億年,成為目前的樣子.在這個(gè)過(guò)程中,物質(zhì)“疙瘩”逐步形成了星系、恒星以及生命.這個(gè)模型暴脹期的長(zhǎng)短是個(gè)關(guān)鍵.若稍短,物質(zhì)為充分散開,原生宇宙就有重新坍縮為起點(diǎn);若稍長(zhǎng),原生宇宙的物質(zhì)則過(guò)于分散,形不成星系和恒星,自然也就不會(huì)出現(xiàn)生命和人類.因此出現(xiàn)了暴脹為何如此精確的問(wèn)題,按照現(xiàn)行的物理學(xué)基本定律,大爆炸產(chǎn)生的宇宙其“自然尺寸”應(yīng)該只有亞原子大小,即普克郎長(zhǎng)度10 ^-35量級(jí),而這樣的宇宙是短命的.前蘇聯(lián)科學(xué)家林德提出“自我增殖的宇宙”概念——“最有可能的是,我們正在研究的宇宙是由早期的若干宇宙所形成的.”1987年霍金進(jìn)一步提出了“嬰兒宇宙”模型,兩個(gè)大宇宙通過(guò)一個(gè)細(xì)“管子”連接起來(lái),這個(gè)細(xì)管子稱為“蟲洞”,大宇宙為母宇宙,可能存在著從母宇宙分岔出去的另一端是自由的蟲洞,這樣的管子成為子宇宙、嬰兒宇宙.就是說(shuō)除了我們生存的宇宙之外還可能存在著眾多的由蟲洞連接起來(lái)的其他宇宙.1992年,薩莫林在前人基礎(chǔ)上提出了宇宙自然選擇學(xué)說(shuō).母宇宙是空間閉合的,猶如一個(gè)黑洞,該黑洞在生存了一段時(shí)間后坍縮為一個(gè)奇點(diǎn),奇點(diǎn)又會(huì)反彈爆炸膨脹為新的下一代宇宙.這個(gè)學(xué)說(shuō)的要點(diǎn)是,子宇宙中的物理常數(shù)較之母宇宙的物理常數(shù)會(huì)有小的、或強(qiáng)或弱的隨機(jī)變異,新生的嬰兒宇宙在再次坍縮成奇點(diǎn)前能膨脹到幾倍普克郎長(zhǎng)度大小,隨機(jī)變異的物理常數(shù)有可能允許小小的暴脹,子宇宙可變的較大,當(dāng)它足夠大時(shí),可分隔為兩個(gè)或更多的不同區(qū)域,每個(gè)區(qū)域又坍縮為一個(gè)新的奇點(diǎn),新奇點(diǎn)又觸發(fā)下一代的子宇宙,如此時(shí)代相傳,有的小宇宙重又坍縮,有的具有某些基本常數(shù)值的宇宙能更有效的產(chǎn)生許多黑洞,從而較具有其他某些基本常數(shù)值的宇宙留下更多的后代,借用生物進(jìn)化論的術(shù)語(yǔ),它們是被“自然選擇”下來(lái)的,經(jīng)“選擇”作用,產(chǎn)生越來(lái)越多的黑洞,也就形成了更多的宇宙.如果宇宙確是由以前的宇宙世代經(jīng)過(guò)這種“自然選擇”而產(chǎn)生的話,那么應(yīng)該預(yù)期我們生存在其中的宇宙會(huì)具有所觀測(cè)到的樣子并正好具有目前測(cè)知的基本常數(shù)值.這個(gè)學(xué)說(shuō)的另一要點(diǎn)是關(guān)于恒星的存在.在許多情況下,恒星是黑洞的前身.在氣體和塵埃云中,恒星仍在形成.在碳?jí)m埃微粒表面進(jìn)行著的化學(xué)反應(yīng)使氣體冷卻并促使氣云坍縮.但碳?jí)m埃粒子是從那里來(lái)的呢?斯莫林指出碳元素是由核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的這一情況只有在質(zhì)子的質(zhì)量稍大于中子的質(zhì)量時(shí)才會(huì)發(fā)生,如果兩者質(zhì)量之差比氦核的結(jié)合能大的多,則質(zhì)子和中子不可能粘在一起形成氦核,沒(méi)有氦,聚變反應(yīng)鏈在第一階段便終止了,根本形不成更重的元素,從而使恒星將少得多,自然也不會(huì)有多少黑洞,因此在任何一個(gè)宇宙中,若其中質(zhì)子與中子的質(zhì)量相差較大,將只能產(chǎn)生很少的宇宙,也就沒(méi)有什么“選擇”的余地了.。
3.關(guān)于宇宙的小知識(shí)
宇宙是由空間、時(shí)間、物質(zhì)和能量,所百構(gòu)成的統(tǒng)一體。是一切空間和時(shí)間的總合。宇宙大約是由4%的普通物質(zhì),23%的暗物質(zhì)和度73%的暗能量構(gòu)成。
宇宙有始而無(wú)終,這是英國(guó)著名理論物理學(xué)家斯蒂芬·霍金對(duì)宇宙的起問(wèn)源和歸宿問(wèn)題提出的最新答解釋。
目前普遍認(rèn)可的宇宙誕生學(xué)說(shuō)是所謂的"大爆炸"理論,它認(rèn)為宇宙專發(fā)端于屬距今約120億年之前的大爆炸,大爆炸形成了時(shí)間、空間和物質(zhì)。但大爆炸之前宇宙的圖景如何,天文學(xué)家們至今莫衷一是。
4.有關(guān)太空小知識(shí)10字?jǐn)?shù)
宇宙就是一座黑暗森林,每個(gè)文明都是帶槍的獵人,像幽靈般潛行于林間,2113輕輕撥開擋路的樹枝,竭力不讓腳步發(fā)出一點(diǎn)兒聲音,連呼吸都小心翼翼他必須5261小心,因?yàn)榱种械教幎加信c他一樣潛行的獵人。
如果4102他發(fā)現(xiàn)了別的生命,不管是不是獵人,不管是天使還是魔鬼,不管是嬌嫩的嬰兒還1653是步履蹣跚的老人,也不管是天仙般的少女還是天神般的男神,能做的只有一件事:開槍消滅內(nèi)之?在這片森林中,他人就是地獄,就是永恒的威脅,任何暴露自己存在的生命都將很快被消滅。這就是宇宙文明容的圖景,這就是對(duì)費(fèi)米悖論的解釋。
5.查詢宇宙知識(shí)
摘自《時(shí)間簡(jiǎn)史》
暴漲的思想還能解釋為何宇宙存在這么多物質(zhì)。在我們能觀察到的宇宙里大體有1億億億億億億億億億億(1后面跟80個(gè)0)個(gè)粒子。它們從何而來(lái)?答案是,在量子理論中,粒子可以從粒子/反粒子對(duì)的形式由能量中創(chuàng)生出來(lái)。但這只不過(guò)引起了能量從何而來(lái)的問(wèn)題。答案是,宇宙的總能量剛好是零。宇宙的物質(zhì)是由正能量構(gòu)成的;然而,所有物質(zhì)都由引力互相吸引。兩塊互相靠近的物質(zhì)比兩塊分得很開的物質(zhì)具有更少的能量,因?yàn)槟惚仨毾哪芰咳タ朔阉鼈兝谝黄鸬囊Χ鴮⑵浞珠_。這樣,在一定意義上,引力場(chǎng)具有負(fù)能量。在空間上大體一致的宇宙的情形中,人們可以證明,這個(gè)負(fù)的引力能剛好抵消了物質(zhì)所代表的正能量,所以宇宙的總能量為零。
零的兩倍仍為零。這樣宇宙可以同時(shí)將其正的物質(zhì)能和負(fù)的引力能加倍,而不破壞其能量的守恒。在宇宙的正常膨脹時(shí),這并沒(méi)有發(fā)生。這時(shí)當(dāng)宇宙變大時(shí),物質(zhì)能量密度下降。然而,這種情形確實(shí)發(fā)生于暴漲時(shí)期。因?yàn)橛钪媾蛎洉r(shí),過(guò)冷態(tài)的能量密度保持不變:當(dāng)宇宙體積加倍時(shí),正物質(zhì)能和負(fù)引力能都加倍,總能量保持為零。在暴漲相,宇宙的尺度增大了一個(gè)非常大的倍數(shù)。這樣,可用以制造粒子的總能量變得非常大。正如固斯所說(shuō)的:“都說(shuō)沒(méi)有免費(fèi)午餐這件事,但是宇宙是最徹底的免費(fèi)午餐?!?/p>
美國(guó)的太空網(wǎng)報(bào)道,經(jīng)過(guò)艱苦的計(jì)算工作,天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)宇宙超乎尋常的大,其長(zhǎng)度至少為1560億光年
因?yàn)檫@樣一種結(jié)論,他們成了“球形宇宙論”的支持者。
宇宙的年齡大約是137億年,可長(zhǎng)度為什么是1560億光年?宇宙的大小為什么是一個(gè)你從未聽說(shuō)過(guò)的數(shù)字?
他們的解釋是這樣的:宇宙的年齡大約是137億年。光從最早已知的星系到達(dá)我們地球要穿行130億年以上。因此我們可以假定宇宙的半徑是137億光年,那么整個(gè)宇宙的長(zhǎng)度是宇宙半徑的2倍,即274億光年。但是自創(chuàng)生以來(lái)一直在不斷的膨脹,并且理論學(xué)家相信宇宙起源于一個(gè)密度無(wú)限大的點(diǎn)。
美國(guó)蒙大拿州立大學(xué)的天體物理學(xué)家尼爾·科尼什教授解釋說(shuō):“早期宇宙中光所穿行的距離隨宇宙的膨脹而增大,就像銀行中的復(fù)利一樣?!彼ㄗh,可以想象宇宙從誕生后只有100萬(wàn)年的年齡。光穿行一年,所覆蓋的距離1光年。他說(shuō):“那時(shí)宇宙的大小比現(xiàn)在小大約1000倍,因此1光年伸展到現(xiàn)在是1000光年。”所有距離加起來(lái)是780億光年。他說(shuō),光還沒(méi)有穿行那么遠(yuǎn),“但是穿行137億年到達(dá)我們地球的光子的起點(diǎn)到現(xiàn)在是780億光年遠(yuǎn)。這是宇宙的半徑,那么直徑是1560億光年。這只是基于光線返回時(shí)所用時(shí)間的95%,因此宇宙實(shí)際的長(zhǎng)度可能會(huì)更長(zhǎng)一些。
6.求一些關(guān)于宇宙的知識(shí)(要深的)
類星體類星體是20世紀(jì)60年代天文學(xué)的“四大發(fā)現(xiàn)”之一.這種天體在一般光學(xué)觀測(cè)中只是一個(gè)光點(diǎn),類似恒星.然而在分光觀測(cè)中,它的譜線具有很大的紅移,又不像恒星,因此稱它為類星體.到1993年底,已確認(rèn)7383個(gè)類星體.類星體的紅移量之大,使天文學(xué)家大吃一驚,因?yàn)閺募t移量可以得到類星體遠(yuǎn)離我們而去的速度和它們與我們的距離.據(jù)觀測(cè),絕大多數(shù)類星體離開我們遠(yuǎn)去的每秒鐘速度為幾萬(wàn)公里、十幾萬(wàn)公里,有的每秒則達(dá)到27萬(wàn)公里的“瘋狂”速度,是光速的十分之九,運(yùn)行最快的天體的“寶座”,非它莫屬.計(jì)算結(jié)果表明,類星體是人類迄今為止觀測(cè)到的最遙遠(yuǎn)的天體,大都在100億光年以上.80年代初期,澳大利亞的天文學(xué)家觀測(cè)到一個(gè)類星體,距離我們地球竟達(dá)200億光年,這就是說(shuō),我們現(xiàn)在觀測(cè)到的類星體的光是在200億年以前發(fā)出的!這一下子把人類對(duì)宇宙認(rèn)識(shí)范圍(認(rèn)識(shí)的宇宙邊緣)擴(kuò)大到200億光年之遙.如果是這樣,那么它們自身的能量比一般星系能量還大上千倍.然而令人驚訝的是,類星體的直徑只有普通星系的十萬(wàn)分之一到百萬(wàn)分之一,還不到1光年,體積類似太陽(yáng),盡管個(gè)子如此的矮小,可它體內(nèi)釋放出來(lái)的能量卻大的驚人,相當(dāng)于200個(gè)星系能量的總和,或20萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)的能量總和.類星體因而榮獲“宇宙燈塔”的雅稱.體積不大又怎么能提供如此之強(qiáng)大的能量呢?按照普通的物理規(guī)律真有點(diǎn)難以想象.經(jīng)過(guò)近二十年的研究,類星體不再是不可思議的了.專家指出,類星體可能是一個(gè)巨大的恒星或許多恒星發(fā)生爆炸,然后坍縮成巨大的引力場(chǎng)——黑洞時(shí)產(chǎn)生的天體,而黑洞就是它的能源.或者是超新星爆發(fā)噴射出來(lái)的氣體和物質(zhì)源源不斷地流進(jìn)正在形成的星系中心附近的黑洞的時(shí)候,黑洞就爆發(fā)成了一個(gè)類星體.伴隨著進(jìn)一步的爆發(fā),它本身會(huì)變得特別明亮.。
7.收集五條簡(jiǎn)單的太空小知識(shí)
太空是高寒的環(huán)境,平均溫度為零下270.3℃. 在太空中,各種天體也向外輻射電磁波,許多天體還向外輻射高能粒子,形成宇宙射線.如太陽(yáng)有太陽(yáng)電磁輻射,太陽(yáng)宇宙線輻射和太陽(yáng)風(fēng),太陽(yáng)宇宙線輻射是太陽(yáng)在發(fā)生耀斑爆發(fā)時(shí)向外發(fā)射的高能粒子,而太陽(yáng)風(fēng)則是由日冕吹出的高能等離子體流. 許多天體都有磁場(chǎng),磁場(chǎng)俘獲上述高能帶電粒子,形成輻射很強(qiáng)的輻射帶,如在地球的上空,就有內(nèi)外兩個(gè)輻射帶.由此可見,太空還是一個(gè)強(qiáng)輻射環(huán)境. 太空還是一個(gè)高真空,微重力環(huán)境.重力僅為百分之一到十萬(wàn)分之一g (g-重力加速度) ,而人在地面上感受到的重力是1g.所以不穿太空服人類無(wú)法在太空生存。
8.關(guān)于宇宙的小知識(shí)
宇宙是廣漠空間和其中存在的各種天體以及彌漫物質(zhì)的總稱。
宇宙是物質(zhì)世界,它處于不斷的運(yùn)動(dòng)和發(fā)展中。 《淮南子.原道訓(xùn)》注:“四方上下曰宇,古往今來(lái)曰宙,以喻天地?!?/p>
即宇宙是天地萬(wàn)物的總稱。 千百年來(lái),科學(xué)家們一直在探尋宇宙是什么時(shí)候、如何形成的。
直到今天,科學(xué)家們才確信,宇宙是由大約150億年前發(fā)生的一次大爆炸形成的。 在爆炸發(fā)生之前,宇宙內(nèi)的所存物質(zhì)和能量都聚集到了一起,并濃縮成很小的體積,溫度極高,密度極大,之后發(fā)生了大爆炸。
大爆炸使物質(zhì)四散出擊,宇宙空間不斷膨脹,溫度也相應(yīng)下降,后來(lái)相繼出現(xiàn)在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命,都是在這種不斷膨脹冷卻的過(guò)程中逐漸形成的。 然而,大爆炸而產(chǎn)生宇宙的理論尚不能確切地解釋,“在所存物質(zhì)和能量聚集在一點(diǎn)上”之前到底存在著什么東西? “大爆炸理論”是伽莫夫于1946年創(chuàng)建的。
它是現(xiàn)代宇宙系中最有影響的一種學(xué)說(shuō),又稱大爆炸宇宙學(xué)。與其他宇宙模型相比,它能說(shuō)明較多的觀測(cè)事實(shí)。
它的主要觀點(diǎn)是認(rèn)為我們的宇宙曾有一段從熱到冷的演化史。在這個(gè)時(shí)期里,宇宙體系并不是靜止的,而是在不斷地膨脹,使物質(zhì)密度從密到稀地演化。
這一從熱到冷、從密到稀的過(guò)程如同一次規(guī)模巨大的爆發(fā)。 根據(jù)大爆炸宇宙學(xué)的觀點(diǎn),大爆炸的整個(gè)過(guò)程是:在宇宙的早期,溫度極高,在100億度以上。
物質(zhì)密度也相當(dāng)大,整個(gè)宇宙體系達(dá)到平衡。宇宙間只有中子、質(zhì)子、電子、光子和中微子等一些基本粒子形態(tài)的物質(zhì)。
但是因?yàn)檎麄€(gè)體系在不斷膨脹,結(jié)果溫度很快下降。當(dāng)溫度降到10億度左右時(shí),中子開始失去自由存在的條件,它要么發(fā)生衰變,要么與質(zhì)子結(jié)合成重氫、氦等元素;化學(xué)元素就是從這一時(shí)期開始形成的。
溫度進(jìn)一步下降到100萬(wàn)度后,早期形成化學(xué)元素的過(guò)程結(jié)束。 宇宙間的物質(zhì)主要是質(zhì)子、電子、光子和一些比較輕的原子核。
當(dāng)溫度降到幾千度時(shí),輻射減退,宇宙間主要是氣態(tài)物質(zhì),氣體逐漸凝聚成氣云,再進(jìn)一步形成各種各樣的恒星體系,成為我們今天看到的宇宙。
9.宇宙科普知識(shí) 宇宙科普知識(shí)
圍繞一個(gè)問(wèn)題弄得哦,夠不? 宇宙知識(shí)——宇宙在膨脹嗎? 夏日夜空,繁星閃爍,不禁使人陷入對(duì)宇宙的遐想之中。
20世紀(jì)10~20年代,天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)星系光譜線的頻率隨著它離我們距離的遠(yuǎn)近而有規(guī)律地變比,即譜線紅移。1929年哈勃總結(jié)出譜線紅移的規(guī)律是:對(duì)遙遠(yuǎn)星系,紅移量與星系離我們的距離成正比,比例系數(shù)H叫哈勃常數(shù),這紅移叫宇宙學(xué)紅移。
此后,在紅外及整個(gè)電磁波波段都觀測(cè)到了這個(gè)規(guī)律。它被解釋為是由星系系統(tǒng)地向遠(yuǎn)離我們的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)的多普勒效應(yīng)產(chǎn)主的。
這就像火車遠(yuǎn)離我們行駛時(shí)汽笛的聲調(diào)(即頻率)比靜止不動(dòng)時(shí)的聲調(diào)更低一樣,由此得出星系都在做遠(yuǎn)離我們的運(yùn)動(dòng),離我們?cè)竭h(yuǎn)運(yùn)動(dòng)速度越快的結(jié)論。這就好像是摻有葡萄干的面包在烤箱中膨脹起來(lái)一樣。
這個(gè)模型叫宇宙膨脹模型或大爆炸模型。近年來(lái)在宇宙膨脹的基礎(chǔ)上又提出了爆脹宇宙等多種改進(jìn)模型。
從宇宙膨脹的觀點(diǎn)出發(fā),利用哈勃公式反推到過(guò)去宇宙中所有天體應(yīng)該聚集于一點(diǎn),由于某種原因在它內(nèi)部產(chǎn)生了"大爆炸"。誕生了現(xiàn)在的宇宙,從而得出了時(shí)間是有開端,空間是有限的結(jié)論。
宇宙從大爆炸到現(xiàn)在究竟經(jīng)過(guò)了多少時(shí)間,即宇宙的年齡是多少,這取決于哈勃常數(shù)H的大小。最初哈勃常數(shù)僅500(公里/秒/百萬(wàn)秒差距),這樣算出的宇宙年齡比地球的45億年的年齡小很多。
以后改為50~100之間。若取100,宇宙的年齡只有100億年,而銀河系的球狀星團(tuán)的年齡是150億年,矛盾很大。
若取50,宇宙年齡為200億年,矛盾不那么明顯,因此被大爆炸宇宙論者所贊同,但在觀測(cè)上,這個(gè)數(shù)值有些勉強(qiáng)。究竟是多少,一直沒(méi)有定論。
近年來(lái)用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)的結(jié)果傾向于取80。這樣算出的年齡為120億年,矛盾還很明顯。
宇宙將來(lái)是一直膨脹下去還是又收縮回來(lái),這要取決于宇宙的平均密度。而宇宙平均密度究竟是多少目前還不能確定,因?yàn)橛^測(cè)的距離越遠(yuǎn),平均密度越小,下限有沒(méi)有還不能確定。
1965年發(fā)現(xiàn)了宇宙空間的2.7K微波背景輻射,被大爆炸論者解釋為大爆炸時(shí)期的光經(jīng)過(guò)上百億年后的遺跡,是大爆炸宇宙的一大證據(jù),但這種解釋并不是唯一的,因?yàn)橛钪婵臻g中充滿介質(zhì),2.7K微波背景輻射具有黑體輻射的性質(zhì),可以解釋為宇宙空間中介質(zhì)發(fā)出的溫度是2.7K的熱輻射。 仔細(xì)分析起來(lái),問(wèn)題可能出在將光譜線的紅移都解釋為星系運(yùn)動(dòng)的多普勒效應(yīng)上。
過(guò)去,人們?cè)枚嗥绽招?yīng)解釋了銀河系內(nèi)恒星的光譜線移動(dòng),從而成功地確定了星系內(nèi)存在自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。但現(xiàn)在天文觀測(cè)中卻發(fā)現(xiàn)一些紅移現(xiàn)象,若用運(yùn)動(dòng)的多普勒效應(yīng)解釋就存在許多困難,這促使人們考慮到必然還有其他機(jī)制能產(chǎn)生紅移,這里列舉幾種觀測(cè)結(jié)果。
①多普勒效應(yīng)對(duì)同一個(gè)天體,其紅移量與光譜線的頻率無(wú)關(guān),因此觀測(cè)每個(gè)星系中不同譜線的紅移量,比較它們是否一致,就是鑒別紅移是否由多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的一種依據(jù)。如果一致,就表示有可能是由多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的;如果不一致,就肯定它至少不完全是由多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的。
1949年威爾遜對(duì)星系NGC4151的觀測(cè)結(jié)果表明,雖然不同頻率的紅移量差別不大,但也超出了觀測(cè)的誤差范圍,頻率越高,紅移量越小。這樣至少可以認(rèn)為宇宙紅移不完全是由多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的。
②從太陽(yáng)中心到邊緣各點(diǎn)發(fā)出的同一種譜線,在扣除了各種已知的運(yùn)動(dòng)效應(yīng)后,越靠近邊緣的地方紅移量越大,在太陽(yáng)半徑90%左右的地方,紅移量急劇增加。這意味著太陽(yáng)上還有某種未知的因素在產(chǎn)生紅移。
③先驅(qū)6號(hào)宇宙飛船發(fā)射的遙測(cè)信號(hào)中心頻率為2292兆赫,當(dāng)飛船繞到太陽(yáng)背面經(jīng)過(guò)太陽(yáng)邊緣時(shí)觀測(cè)到異常紅移現(xiàn)象。 ④類星體紅移量一般都很大,如果把這都?xì)w結(jié)為多普勒效應(yīng),算出的距離一般在100百萬(wàn)秒差距以上。
由此推算出它發(fā)出的總光能力為銀河系的100倍;射電能為銀河系的10萬(wàn)倍。 而由光變周期算出它的直徑只有一光年左右,這意味著類星體的輻射密度非常高,但目前一直找不到產(chǎn)生這樣高輻射密度的物理機(jī)制。
有些天文學(xué)家認(rèn)為,類星體的紅移中至少有一部分不是由多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的,因而類星體離我們的距離較現(xiàn)在推算的要近得多。 ⑤星系、類星體相互之間都有成協(xié)的現(xiàn)象,即這些天體兩兩或更多相距較近并有物理聯(lián)系。
觀測(cè)表明,有些成協(xié)天體間紅移值相差較大,有些類星體光譜中的吸收線與發(fā)射線互不相同,而且不同的吸收線有各不相同的紅移值,稱為多重紅移。 既然這些紅移不能用多普勒效應(yīng)解釋,那么它產(chǎn)生的原因究竟是什么呢。
光在發(fā)射時(shí)固然有許多因素影響它的頻率,但宇宙中這么多天體都如此有規(guī)律地只隨著遠(yuǎn)離我們的距離而變化,就難以理解了。光在它漫長(zhǎng)的傳播路徑上經(jīng)歷了幾億至上百億年的歲月,這期間必然比它在發(fā)射的一瞬間有更多的因素影響著它的頻率。
現(xiàn)在人們了解到,在星系際空間中存在著星系際介質(zhì),它的密度在10E-29克/立方厘米以下。成分與銀河系的大致相同。
除了有能對(duì)星光產(chǎn)生可見效應(yīng)的星系際氣體、塵埃和固態(tài)物質(zhì)、低光度星體外,還有大量的基本粒子。 據(jù)估計(jì),星系間基本粒子的質(zhì)量占了整個(gè)宇宙總質(zhì)量的絕大部分,它們是看不見的。
光與介質(zhì)的相互作用是復(fù)雜的,介質(zhì)不僅能吸收光,還能。