91精品国产手机在线-白筒袜嫩萝双腿之间乳白液体-青青操手机在线视频观看-日本中文字幕人妻日韩-日韩精品在线观看视频网站-天堂资源中文最新版在线一区-欧美专区一区二区三区-国产综合亚洲欧美在线-国产精品久久久久久福利69堂

  1. 首頁(yè) > 生活百科 >

紅移 宇宙最快宇宙島，速度可達(dá)2.3倍光速，為何沒(méi)有打破相對(duì)論？

核心提示：本文參加百家號(hào) #科學(xué)了不起# 系列征文賽。 宇宙中存在著大量的宇宙島，我們能觀測(cè)到的數(shù)量估計(jì)為2萬(wàn)億個(gè)。最近的河外宇宙島離銀河系只有幾萬(wàn)光年，最遠(yuǎn)的河外宇宙島位于上百億光年之外。在這些宇宙島中 ，它們...

紅移 宇宙最快宇宙島，速度可達(dá)2.3倍光速，為何沒(méi)有打破相對(duì)論？
文章插圖

本文參加百家號(hào) #科學(xué)了不起# 系列征文賽。

紅移 宇宙最快宇宙島，速度可達(dá)2.3倍光速，為何沒(méi)有打破相對(duì)論？
文章插圖

宇宙中存在著大量的宇宙島，我們能觀測(cè)到的數(shù)量估計(jì)為2萬(wàn)億個(gè)。最近的河外宇宙島離銀河系只有幾萬(wàn)光年，最遠(yuǎn)的河外宇宙島位于上百億光年之外。在這些宇宙島中 ，它們的光譜大都顯示出紅移，而且距離越遠(yuǎn)紅移值越大。這意味著河外宇宙島都在遠(yuǎn)去，而且距離越遠(yuǎn)，遠(yuǎn)離速度越快。
如果河外宇宙島離銀河系足夠遠(yuǎn)，它們的退行速度甚至可以超過(guò)光速。然而，愛(ài)因斯坦的相對(duì)論又指出，任何速度都不可能超過(guò)光速。那么，宇宙島的退行速度是怎么超光速的呢？為何這樣的超光速又沒(méi)有與相對(duì)論相違背呢？
狹義相對(duì)論：光速怎么不可超越？
相對(duì)論是大家喜歡談?wù)摰囊粋€(gè)話題，但這個(gè)理論很容易被誤解。宇宙中確實(shí)存一個(gè)終極速度，那就是真空光速c。而且一旦物體有靜止質(zhì)量，光速都不可能達(dá)到，更不用說(shuō)超光速，只有靜止質(zhì)量為零的東西才能以光速運(yùn)動(dòng)。

紅移 宇宙最快宇宙島，速度可達(dá)2.3倍光速，為何沒(méi)有打破相對(duì)論？
文章插圖

需要注意的是，我們通常在談?wù)撍俣葧r(shí)，都是指物體相對(duì)于局域靜止空間的速度。但如果兩個(gè)物體處于不同的空間坐標(biāo)，在談?wù)撍俣葧r(shí)就需要注意一個(gè)關(guān)鍵的因素——時(shí)空本身的曲率和演化，這是廣義相對(duì)論所討論的范疇。
狹義相對(duì)論的適用范圍是靜態(tài)且沒(méi)有曲率的平坦空間，但在現(xiàn)實(shí)中，宇宙中充滿了物質(zhì)和能量。在物質(zhì)和能量存在的情況下，時(shí)空結(jié)構(gòu)會(huì)隨著隨時(shí)間而變化，導(dǎo)致空間位置發(fā)生了變化。

紅移 宇宙最快宇宙島，速度可達(dá)2.3倍光速，為何沒(méi)有打破相對(duì)論？
文章插圖

在諸如太陽(yáng)這樣的大質(zhì)量天體周?chē)臻g會(huì)被彎曲，處在這種彎曲空間中的物體就會(huì)加速靠近該大質(zhì)量天體，從而表現(xiàn)出引力效應(yīng)，這就是廣義相對(duì)論對(duì)引力的解釋。即使物體沒(méi)有相對(duì)于空間結(jié)構(gòu)本身存在運(yùn)動(dòng)，它也會(huì)隨著空間結(jié)構(gòu)的變化而發(fā)生運(yùn)動(dòng)。空間就像一條傳送帶，即便傳送帶上的物體是不動(dòng)的，但運(yùn)動(dòng)的傳送帶會(huì)帶著上面的物體一起運(yùn)動(dòng)。
廣義相對(duì)論：宇宙島可以超光速退行
根據(jù)廣義相對(duì)論，在一個(gè)各向同性且均勻的宇宙中，時(shí)空想要保持靜態(tài)是不可能的，宇宙要么在坍縮，要么在膨脹。但愛(ài)因斯坦一開(kāi)始不允許這樣的事情發(fā)生，他在這個(gè)理論中引入了宇宙學(xué)常數(shù)，以維持時(shí)空靜態(tài)。

紅移 宇宙最快宇宙島，速度可達(dá)2.3倍光速，為何沒(méi)有打破相對(duì)論？
文章插圖

在20世紀(jì)20年代，哈勃對(duì)宇宙島的光譜做了詳盡研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，宇宙中的宇宙島并不是一半藍(lán)移一半紅移，而是幾乎都在紅移，只有銀河系附近的少數(shù)宇宙島出現(xiàn)藍(lán)移，這表明宇宙島基本上都在遠(yuǎn)離銀河系。
根據(jù)多普勒效應(yīng)，光源在逐漸遠(yuǎn)離而去時(shí)，光的波長(zhǎng)會(huì)變長(zhǎng)，這會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)紅移。不過(guò)，宇宙島的紅移并非是狹義相對(duì)論的那種局域運(yùn)動(dòng)引起的，因?yàn)檫€有一個(gè)更主要的規(guī)律，這會(huì)讓宇宙島以超光速退行。
哈勃定律
宇宙島不僅大都在退行，而去退行速度（v）還會(huì)隨著距離（D）的增加而線性增加，這個(gè)關(guān)系如今被稱(chēng)為哈勃定律，比例系數(shù)被稱(chēng)為哈勃常數(shù)（H0）。

紅移 宇宙最快宇宙島，速度可達(dá)2.3倍光速，為何沒(méi)有打破相對(duì)論？
文章插圖

唯一能夠解釋哈勃定律的事實(shí)是空間自身正在膨脹。如果把氣球表面比作空間結(jié)構(gòu)，氣球上的點(diǎn)比作空間中的宇宙島。那么，當(dāng)氣球膨脹時(shí)，氣球上的點(diǎn)就會(huì)隨之被互相推開(kāi)。無(wú)論從哪個(gè)點(diǎn)看來(lái)，其他點(diǎn)都在退行，而且距離越遠(yuǎn)的點(diǎn)退行速度越快。因此，只要距離足夠遠(yuǎn)，宇宙島之間的空間在單位時(shí)間內(nèi)膨脹足夠多，就會(huì)導(dǎo)致宇宙島之間以超光速退行。

紅移 宇宙最快宇宙島，速度可達(dá)2.3倍光速，為何沒(méi)有打破相對(duì)論？
文章插圖

空間膨脹速度有多快？
目前，哈勃常數(shù)的測(cè)量值大概為70千米/秒/百萬(wàn)秒差距。百萬(wàn)秒差距是天文學(xué)上所使用的長(zhǎng)度單位，1百萬(wàn)秒差距表示326萬(wàn)光年。哈勃常數(shù)表明，如果兩個(gè)宇宙島的距離為326萬(wàn)光年，那么，空間膨脹會(huì)讓它們以70千米/秒的速度互相遠(yuǎn)離，其他距離以此類(lèi)推。

推薦閱讀