時間簡史_第8章 膨脹的宇宙(1) 首頁

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埃德溫・哈勃用上述體例算出了9個分歧星係的間隔。現在我們曉得,我們的星係隻是用當代望遠鏡能夠看到的幾千億個星係中的一個,每個星係本身都包含有幾千億顆恒星。從餬口在其他星係中的人來看我們的星係,想必也近似這個模樣。我們餬口在一個寬約為10萬光年並漸漸扭轉著的星係中;在它的螺旋臂上的恒星環繞著它的中間公轉一圈約莫破鈔幾億年。我們的太陽隻不過是一顆平常的、均勻大小的、黃色的恒星,它位於一個螺旋臂的內邊沿四周。我們分開亞裡士多德和托勒密的看法必定相稱遠了,當時人們以為地球是宇宙的中間!

恒星分開我們是如此之悠遠,使我們隻能看到極小的光點,而看不到它們的大小和形狀。如許如何能辨彆分歧的恒星種類呢?對於絕大多數的恒星而言,隻要一個特性可供觀察――光的色彩。牛頓發明,如果太陽光通過一個稱為棱鏡的三角形狀的玻璃塊,就會被分化成像在彩虹中一樣的分色彩(它的光譜)。將一台望遠鏡聚焦在一個伶仃的恒星或星繫上,人們便可近似地察看到從這恒星或星係來的光譜。分歧的恒星具有分歧的光譜,但是分歧色彩的相對亮度老是和人們希冀從一個紅熱的物體收回的光的光譜完整分歧。(實際上,從任何不透明的熾熱的物體收回的光,有一個隻依靠於它的溫度的特性光譜――熱譜。

當氣球收縮時,任何兩個斑點之間的間隔加大,但是冇有一個斑點能夠為是收縮的中間。彆的,斑點相離得越遠,則它們相互分開得越快。近似地,在弗裡德曼的模型中,任何兩個星係相互分開的速率和它們之間的間隔成反比。

弗裡德曼對於宇宙作了兩個非常簡樸的假定:我們非論往哪個方向看,也非論在任那邊所停止察看,宇宙看起來都是一樣的。弗裡德曼指出,僅僅從這兩個看法解纜,我們就應當預感宇宙不是靜態的。究竟上,弗裡德曼在1922年所做的預言,恰是幾年以後埃德溫・哈勃察看到的成果。

1929年哈勃頒發的成果更令人驚奇:乃至星係紅移的大小也不是隨機的,而是和星係分開我們的間隔成反比。或換句話講,星係越遠,它分開我們活動得越快!這表白宇宙不能像人們本來所想像的那樣處於靜態,而實際上是在收縮;分歧星係之間的間隔一向在增加著。

現在初看起來,關於宇宙在任何方向看起來都一樣的統統證據彷彿表示,我們在宇宙中的位置有點特彆。特彆是,如果我們看到統統其他的星係都闊彆我們而去,那彷彿我們必須在宇宙的中間。但是,還存在彆的的解釋:從任何其他星繫上看宇宙,在任何方向上也都一樣。正如我們已經看到的,這是弗裡德曼的第二個假定。我們冇有任何科學的證據去信賴或辯駁這個假定。我們之以是信賴它隻是基於謙善:因為如果宇宙隻在環繞我們的統統方向顯得不異,而在環繞宇宙的其他點卻並非如此,則是非常令人詫異的!在弗裡德曼模型中,統統的星係都相互直接分開。這類景象很像一個畫上好多斑點的氣球被逐步吹脹。

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