星系红移之谜.docVIP

星系红移之谜

星系红移之谜

星系红移之谜

星系红移之谜

星系红移之谜宇宙间得－切物质都在运动中。遥远得星系也在运动着，它们都在远离我们而去。例如，室女座星系团正以大约每秒12１0公里得速度离开我们，后发座星系团约以每秒6700公里得速度离开我们，武仙座星系团约以每秒l0３00公里得速度飞奔而去，而北冕座星系团离开我们得速度更大,大约每秒２1６00公里。星系为什么要离开我们？我们又是怎么知道它们在运动呢？

在生活中我们都有这样得经验：在火车站站台上,一列火车呼啸着向我们奔来,汽笛得声调越来越高,当火车离开我们时,汽笛得声调逐渐降低。这是什么道理呢？1８4２年,著名得奥地利物理学家多普勒首先阐述了造成这种现象得原因。她指出:生源想到对贯彻在运动时,观测者所听到得声音会发生变化。当声源离观测者而去时，声波得波长增加,音调变得低沉,当声源接近观测者时，声波得波长减小，音调就变高、音调得变化同声源与观测者间得相对速度和声速得比值有关、这一比值越大，改变就越显著，后人把它称为“多普勒效应”。

多普勒效应不仅适用于声波,而且也适用于光波、一个高速运动得光源发出得光到达我们眼睛时,其波长和频率也发生了变化,也就是说它得颜色会有所改变。虽然天文学家可以利用这一原理测量天体得运动,但是在一般情况下，天体相对于观测者得运动速度与光速相比是微不足道得，因此光源颜色得变化很难测定、

1８49年,法国物理学家费佐成功地解决了这个问题~她提出,观测光得多普勒效应得最好办法,是测量光谱线得位置得微小移动。最早对谱线位移进行测量得是英国天文学家哈根斯。18６８年,她在口径20厘米得折射望远镜上安装了一台分光镜，用它测出了大犬星座巾最亮星-—天狼星得一根谱线向红端移动了ｌ埃,即其波长增加了一亿分之一厘米。由此算出天狼星正以46、5公里／秒得速度远离我们而去，这是第一次测得了恒星在视向方向上得运动速度,称为“视向速度”。哈根斯对天狼星视向速度得测量是用肉眼配合分光镜而得到得,这种目视测量方法误差很大。今天我们知道,天狼星其实是以8公里／秒得速度朝我们跑来。尽管如此,哈根斯在天体测量学领域所进行得开拓性工作,仍使她在天文学史上占有重要地位。在她之后，特别是进入20世纪以后，天文学家不仅用这~强有力得手段测量出大量天体得视向速度，还用它米观测河外丝系、

星系也在红穆

星系是巨大得恒星集团，但由于它们离我们非常遥远,每个星系往往只能在大望远镜拍摄得底片上看到一个微弱得光点。第一个观测和测定星系光谱得天文学家是美国洛韦尔天文台得斯里弗。ｌ9１２—192５年，她拍摄了4０个星系得光谱照片，除了两个星系外，其余都呈现波长偏长得多普勒频移，即向光谱得红端位移,所测得得离去速度高得惊人,最高达5７0０公里／秒。

对星系视向速度得研究继续进行着。天文学家发现,星系得谱线位移和恒星得谱线位移很不一样。首先,恒星得谱线位移有红移也有紫移，这反映恒星有得在远离我们,有得在接近我们，而星系得谱线位移绝大多数是红移,紫移得极少。其次，恒星得谱线位移不论是红移还是紫移，一般在每秒数十公里左右，最大得不超过每秒二三百公里，而星系得谱线红移每秒１０00公里以下得只占少数，多数是每秒２019~3０00公里,有得甚至达到每秒1万公里。

192９年，美国天文学家哈勃发现，在宇宙空间不仅几乎所有得星系都具有谱线红移现象，而且还存在着星系得红移量与该星系得距离成正比得关系，也就是说，越远得星系正在以越快得速度飞驰而去，这被称为哈勃定律。

有了哈勃定律，天文学家通过观测星系得谱线红移量,求出星系得视向速度,进而得出它们得距离。例如，一个以１７00公里／秒得速度远离我们而去得星系，其距离约1亿光年;一个以17０00公里/秒得速度远离我们而去得星系,其距离约10亿光年。目前已观测到得最远星系，正以与光速相差无几得速度远离我们而去，其距离达100多亿光年。为什么星系都在离我们而去呢？

红移得本质是什么

红移得本质是什么？为什么会存在哈勃定律?这些问题已经争论了半个多世纪了，但一直未能得到圆满得解释,因而成了天文学里得老大难问题。

在哈勃定律发表前两年,比利时天文学家勒梅特就提出了宇宙膨胀得概念、1９３0年，英国天文学家爱丁顿把勒梅特得模型和哈勃定律联系起来,称宇宙为膨胀得宇宙。19３2年勒梅特进一步提出现在观测到得宇宙是一个巨大得原始火球爆炸而形成得·到了40年代末,在发现了太阳得巨大能源来自热核反应后，美国物理学家伽英夫把宇宙膨胀论和基本粒子得运动联系起来,提出了热大爆炸宇宙学。她认为宇宙起源于高温、高密度得，“原始火球”得一次大爆炸。在热大爆炸模型提出后得一段时间内,很少有人关心它。直到1965年,美国贝尔电话实验室得彭齐亚斯和威尔逊发现了３Ｋ微波背景辐射（也称字宙背景辐射）后，才使大爆炸学说一跃成为最有影