【宇宙所想】多普勒效應(yīng)與宇宙學(xué)紅移

宇宙之外還有宇宙么？會(huì)比我們這個(gè)宇宙大么？宇宙到底有多少個(gè)？

你怕是失了智哦

宇宙外是不是還有宇宙？宇宙中是不是還有宇宙，不是還有宇宙？宇宙中有沒(méi)有全宇宙之主？

這是個(gè)難題，沒(méi)有人能夠正確回答。世界上最厲害的科學(xué)家都不能回答。

什么是宇宙 宇宙是什么 有另一個(gè)宇宙嗎

宇 ，天地四方 ，表示空間 。 宙 ，古往今來(lái) ，不是時(shí)間 。 宇宙 ，就是空間與時(shí)間 。 不可能會(huì)有另一個(gè)宇宙 。

宇宙為什么要叫宇宙？宇是什么？宙是什么？

宇是空間的意思，是三維的。宙是時(shí)間的意思，是一維的。宇宙就是指我們所處的時(shí)空（四維）。

想當(dāng)一名宇宙宙長(zhǎng)我該怎么才能當(dāng)一名宇宙宙長(zhǎng)？

這個(gè)想法不現(xiàn)實(shí)。

宇宙科普知識(shí) 宇宙科普知識(shí)

看《時(shí)間簡(jiǎn)史》去吧

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(xiàn)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(xiàn)紅移。1929年哈勃總結(jié)出譜線(xiàn)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(guān)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(chē)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(guān)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(kāi)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(guān)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(guān)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^(guān)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(mǎn)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(xiàn)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(xiàn)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(guān)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(guān)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(xiàn)的頻率無(wú)關(guān)，因此觀(guān)測(cè)每個(gè)星系中不同譜線(xiàn)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(guān)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(guān)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(xiàn)，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(guān)測(cè)到異常紅移現(xiàn)象。 ④類(lèi)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(lèi)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(lèi)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(lèi)星體離我們的距離較現(xiàn)在推算的要近得多。 ⑤星系、類(lèi)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(guān)測(cè)表明，有些成協(xié)天體間紅移值相差較大，有些類(lèi)星體光譜中的吸收線(xiàn)與發(fā)射線(xiàn)互不相同，而且不同的吸收線(xiàn)有各不相同的紅移值，稱(chēng)為多重紅移。 既然這些紅移不能用多普勒效應(yīng)解釋?zhuān)敲此a(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(jiàn)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(jiàn)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，還能再發(fā)射光；再發(fā)射的光，其頻率不僅僅只是原有的頻率，還有其他的頻率，只是在原有頻率及其附近強(qiáng)度最大。其實(shí)，人們?cè)缫咽熘庾釉趥鞑ミ^(guò)程中由于與介質(zhì)的相互作用會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變成低頻的光子。但過(guò)去人們認(rèn)為這只會(huì)使譜線(xiàn)衰減而不會(huì)產(chǎn)生紅移。 由惠更斯原理知道，波前上所有粒子產(chǎn)生的子波疊加后能形成具有新頻率的平面波。新產(chǎn)生的頻率疊加在原有頻率上的結(jié)果，不像通常認(rèn)為的那樣譜線(xiàn)會(huì)被平滑而消失，而是譜線(xiàn)被整體地移動(dòng)，在遠(yuǎn)距離傳播中，光的頻譜的變化就好像在譜卒域中傳播的波一樣。這里頻率域相當(dāng)于弦，光譜的強(qiáng)度相當(dāng)弦的振幅，一條譜線(xiàn)對(duì)應(yīng)于弦上的一個(gè)波峰，弦上波峰的傳播對(duì)應(yīng)于譜線(xiàn)在頻率域中傳播。這種新型的波叫頻域波。如果新產(chǎn)生的頻率電較原來(lái)頻率低的能量大于較原來(lái)頻率高的能量，頻域波向低頻端傳播，形成譜線(xiàn)紅移；反之，頻域波向高頻端傳播，形成譜線(xiàn)紫移。由實(shí)際經(jīng)驗(yàn)知道，通?？偸堑皖l成分多于高頻成分，所以實(shí)際上常觀(guān)測(cè)到紅移。 星系際空間是充滿(mǎn)介質(zhì)的，星光必須通過(guò)介質(zhì)才能到達(dá)地球，所以光譜線(xiàn)必定會(huì)紅移，而且距離越遠(yuǎn)紅移量越大，這與哈勃公式是一致的。對(duì)宇宙紅移來(lái)說(shuō)，應(yīng)先扣除介質(zhì)產(chǎn)生的紅移效應(yīng)，剩余部分才可能解釋成多普勒效應(yīng)，這是處理觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)所必需的步驟。但以前在得出膨脹宇宙模型時(shí)，并沒(méi)有做這件工作，扣除后的結(jié)果無(wú)非是3種情況：①全部扣完，宇宙是穩(wěn)定的。②還有剩余，宇宙是膨脹的。不過(guò)，這時(shí)膨脹速度要比現(xiàn)在認(rèn)為的速度慢得多，宇宙的年齡也比現(xiàn)在算出的大許多。③是負(fù)值，宇宙正在收縮。由于我們目前對(duì)宇宙空間的情況了解甚少，雖然對(duì)地球上的介質(zhì)與波的相互作用知道一些，但畢竟對(duì)在星系際空間中實(shí)際發(fā)生的情況知道甚微，也許還有些重要的相互作用沒(méi)有認(rèn)識(shí)到，介質(zhì)產(chǎn)生紅移扣除的結(jié)果很難認(rèn)為是已經(jīng)完成。也許我們應(yīng)當(dāng)反過(guò)來(lái)，即從宇宙紅移來(lái)反推星系際介質(zhì)的情況，這是因?yàn)?，我們所看到的宇宙是有層次的，有行星、恒星、星團(tuán)、星系，星系團(tuán)，總星系等，它們的平均密度呈指數(shù)下降，這些都說(shuō)明宇宙是不均勻的。地球繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，太陽(yáng)繞銀河系中心轉(zhuǎn)動(dòng)，銀河系繞本星系團(tuán)的中心轉(zhuǎn)動(dòng)，星系團(tuán)又繞以宇宙背景輻射所表征的經(jīng)過(guò)平均后的星系際空間的介質(zhì)運(yùn)動(dòng)，宇宙也不是各向同性的。這是我們所能看見(jiàn)的最遠(yuǎn)的宇宙的情況。 大家知道。對(duì)于一個(gè)引力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，只有具有一定的角動(dòng)量（旋轉(zhuǎn)）才可能維持比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。因此，我們觀(guān)察到的宇宙是比較穩(wěn)定的，可以認(rèn)為宇宙紅移主要是光通過(guò)星系際介質(zhì)時(shí)的頻域波。正如上面談到的，宇宙是膨脹的，穩(wěn)定的還是收縮的，要扣除星系際介質(zhì)的效應(yīng)后才能確定。而扣除介質(zhì)的效應(yīng)需要對(duì)星系際介質(zhì)有較詳細(xì)的了解，這在目前還難以做到。也許應(yīng)該從我們所觀(guān)測(cè)到的宇宙是較穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)出發(fā)，用紅移資料來(lái)反推介質(zhì)的情況。人類(lèi)就是這樣在不斷探索中來(lái)認(rèn)識(shí)宇宙的。

宇宙是多重宇宙，還是一個(gè)宇宙呢

多元宇宙是一個(gè)理論上的無(wú)限個(gè)或有限個(gè)可能的宇宙的集合，包括了一切存在和可能存在的事物：所有的空間、時(shí)間、物質(zhì)、能量以及描述它們的物理定律和物理常數(shù)。多元宇宙所包含的各個(gè)宇宙被稱(chēng)為平行宇宙（parallel universes）。 在20世紀(jì)50年代，有的物理學(xué)家在觀(guān)察量子的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)每次觀(guān)察的量子狀態(tài)都不相同。而由于宇宙空間的所有物質(zhì)都是由量子組成，所以這些科學(xué)家推測(cè)既然每個(gè)量子都有不同的狀態(tài)，那么宇宙也有可能并不只是一個(gè)，而是由多個(gè)類(lèi)似的宇宙組成。平行宇宙概念的提出，得益于現(xiàn)代量子力學(xué)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。有學(xué)者描述平行宇宙時(shí)用了這樣的比喻，它們可能處于同一空間體系，但時(shí)間體系不同，就好像同在一條鐵路線(xiàn)上疾馳的先后兩列火車(chē)；它們有可能處于同一時(shí)間體系，但空間體系不同，就好像同時(shí)行駛在立交橋上下兩層通道中的小汽車(chē)。

宇宙盒是什么？或者比宇宙更大的，在宇宙之外的“空間”叫什么？

【根據(jù)目前科學(xué)家的推論,我們所在的這個(gè)宇宙之外是一個(gè)超空間;并以比宇宙快的膨脹速率膨脹著.同時(shí)在這個(gè)空間中有無(wú)數(shù)個(gè)大大小小的宇宙,我們稱(chēng)為平行宇宙(亦稱(chēng)多元宇宙).宇宙之外應(yīng)該屬于四次元的空間!】笑話(huà)，誰(shuí)的推論?膜理論雖然認(rèn)為現(xiàn)在的宇宙不過(guò)是一張膜，卻也不敢說(shuō)什么宇宙之外的話(huà)。 標(biāo)準(zhǔn)的物理學(xué)家的答案是:空間這個(gè)東西，僅僅在宇宙內(nèi)有效，離開(kāi)這個(gè)宇宙，我們所談?wù)摰目臻g將沒(méi)有意義。 不過(guò)，不滿(mǎn)于這個(gè)神棍般回答的某些科學(xué)家，根據(jù)宇宙模型，認(rèn)為我們所在的三維宇宙，可能在另一個(gè)四維宇宙中，但是!!!并不 能說(shuō)，這個(gè)四維宇宙就比我們的三維宇宙大。也許包含著我們?nèi)S宇宙的那個(gè)四維宇宙空間，僅僅只有1CM邊長(zhǎng)的級(jí)別而已。 至于為什么1cm邊長(zhǎng)的四維空間能夠容納幾百億光年直徑的宇宙，這個(gè)問(wèn)題說(shuō)起來(lái)有些復(fù)雜。 舉個(gè)例子，假設(shè)有一個(gè)二維宇宙，這個(gè)二維宇宙的直徑是1000億光年，而你這個(gè)三維宇宙的人，完全可以將這個(gè)二維宇宙折疊起來(lái)放在一個(gè)火柴盒里，因?yàn)檫@個(gè)二維宇宙僅僅有長(zhǎng)寬而沒(méi)有厚度，你可以將這個(gè)二維宇宙無(wú)限次折疊塞進(jìn)一個(gè)小小的火柴盒里。 那么，你能說(shuō)這個(gè)火柴盒，比那個(gè)1000億光年直徑的二維宇宙大嗎? 當(dāng)然，你也不能說(shuō)，那個(gè)二維宇宙就一定比你的火柴盒大，在關(guān)系到維度的情況下，大小這個(gè)概念，是很難定義的。

宇宙的外面有大宇宙嗎？然后大宇宙中又有很多個(gè)和這個(gè)宇宙差不多大的宇宙。

推薦一個(gè)電影。平行宇宙