宇宙的年龄是如何确定的?

时间:2021-07-26 08:57:58   作者:
关键是一个叫埃德温·哈勃的人在20世纪30年代发现的。他研究的是当时人们对星系知之甚少的天文现象。他出发去看看他们还有多远。为此,他需要找到一些可观测的现象,这些现象在附近的恒星中是可见的,而且亮度恒定。如果他发现了其中一个,他就会知道它有多亮,但通过测量它的观测亮度,就能计算出它离我们有多远。

如果你这样想的话,这并不复杂——如果你在远处看到一盏灯,但你知道是哪种灯泡发出的光,用一点数学就能告诉你它离你有多远。

哈勃开始寻找一种叫做“造父变星”的恒星。这些脉冲是由于电离氦在它们的组成和亮度与脉冲有关。这些恒星是1908年发现的,当时人们对它们很了解。

哈勃在M31星系中发现了一个,通常被称为“仙女座”。

宇宙的年龄是如何确定的?

他计算出了它的亮度,计算出了它的距离,最后得出了150万光年。

所以,他对其他24个星系做了这个实验,他发现了另一个奇怪的现象。星系的光谱线似乎都含有氢谱线,但它们从正常位置移开了。一些离得近的移向了蓝色,但其余的移向了红色。哈勃意识到这是由于星系相对于地球移动的速度,靠近地球的星系移向蓝色,而远离地球的星系移向红色。他注意到的下一件事是,星系越远,向红色的转变就越大。

宇宙的年龄是如何确定的?

经过更多的分析,哈勃意识到距离和红移之间的关系是一个常数。换句话说,你可以知道星系离你有多远只需要看氢线移到红色线的距离。这也能告诉你它们相对于地球的移动速度。

这就是你的问题得到解答的地方。

如果你计算出一个星系当前的速度和距离,你实际上是在倒转时钟,找出那个遥远的星系在我们附近的时间。举个例子,假设所有10亿光年之外的星系都在以1/14的光速远离我们。把它们倒着看,你会发现它们都在140亿年前。

随后的研究也证明了这一点。20亿光年之外的星系正以七分之一光速运动。40亿光年之外的星系以7 / 2的光速运动。这一路延伸到宇宙背景辐射,它在140亿光年之外,以接近光速的速度传播。

如果你很聪明,你也会意识到这些数据意味着宇宙是从一个密度小得多的状态膨胀的,但我打赌你已经知道了。
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