為什麼有些科學家認為宇宙仍然在膨脹,而有人卻認為宇宙在坍縮呢

2020-12-05 天文在線

本文參加百家號 #科學了不起# 天文航天系列徵文賽。

為什麼有些科學家認為宇宙仍然在膨脹,而有人卻認為宇宙實際上在坍縮呢?不過事實上沒有人真正認為宇宙正在「坍縮」,至於原因,請看下文。

如果我們留心觀察那些非常遙遠的星系,就會發現其中有些看起來是紅色的。

那些紅色的星系就是宇宙正在膨脹的證據。我們可以打個比方來說明一下,雖然這種情況下涉及的機制會有些不同,但其原理基本類似所以不影響我們理解。設想一下當一輛汽車對著我們行駛過來的時候,我們會聽見鳴笛聲越來越刺耳,汽車鳴笛聲音調變得更高。相反的,在汽車逐漸遠離我們時音調逐漸變低沒有之前那麼刺耳了。

所以同樣的,如果宇宙是在膨脹的,就如同汽車遠去,我們會看到來自逐漸遠去的星系所發出的「較低音調」的光,也就是較低頻率的紅光。

如果宇宙正在坍縮,就如同正在接近我們的汽車一樣,我們看到的應該是那些「較高音調」的光,也就是較高頻率的藍光,那麼這些星系將呈現藍色。

理論上來說,我們只需要擁用足夠好的望遠鏡,然後拍下那些星系的照片就可以證明推論,這就是宇宙到底是在膨脹還是在坍縮的這一問題的答案。

謝謝。

(*)這是因為星系實際上並沒有移動,而是它們之間的距離不斷增加,從而給人星系在運動的感覺。實際上,空間膨脹把光「拉伸」到更長的波長,相應的其頻率更低了,這種現象就是紅移。在汽車這個例子中來說,就是汽車發出的音調本身並沒有變化,而是由于振源與觀察者之間存在著相對運動,當聲源離觀測者而去時,聲波的波長增加,頻率降低音調也變低;當聲源接近觀測者時,聲波的波長減小,頻率變高音調就變高。

在現實生活中,任何一個認真嚴肅的宇宙學家或天文學家都不會認為宇宙在坍縮。當然,你會發現有些怪人覺得一切「皆有可能」,這類人不僅覺得宇宙正在縮小,還認為來自外太空的蜥蜴人控制著世界各國政府。但我們必須清醒地認識到,說這些話的人並不是「科學家」。

愛因斯坦不是有這類「奇思妙想」的怪人,不過當他開始推廣他的大爆炸理論時,他曾警告哈勃說正在坍縮的宇宙也可能產生光線紅移。如果認為坍縮剛好是和膨脹相反的話,因此宇宙坍縮一定會引起光線藍移,從而否定愛因斯坦的警告,那這樣粗暴地做法顯然是不合理的。因為只需要多加思考,就會發現膨脹和坍縮是由兩種不同的原因引起的,它們並非互為相反面。

儘管看起來他們都講得有理有據,但基本都是胡說八道。宇宙確實在膨脹,但並沒有以他們所說的方式膨脹。主要問題是麥克斯韋的EM光模型是毫無意義的,因為並不真實存在磁導率或介電常數之類的東西,也沒有像電子之間這樣真正的弱力存在。

愛因斯坦所說的紅移並沒有真正發生。發生光線紅移時,在傳播過程中光不會改變其頻率,因為由光的傳播定律可知在傳播過程中光並不會相互作用。而且這也與愛因斯坦提出的有關光子的其他理論不符。光無法永恆存在,但仍有其作用。

自從發現宇宙正在膨脹,這近一個世紀以來,我從未聽說過有任何科學家否認宇宙正在膨脹這一事實。在某些時候,也有些科學家認為宇宙的膨脹速度可能會放緩,並設想如果膨脹速度繼續放緩,宇宙最終可能會停止膨脹。不過至少在這幾十年裡大家都認為宇宙並未停止膨脹。事實證明,過去60到80億年間,宇宙膨脹的速度一直在增長,並且在以後膨脹的速度也將繼續(以非常小的速度)增長。

綜上所述,如果周圍仍然有人認為宇宙正在坍縮,或者是膨脹速度正在縮小,那他們完全是被誤導了。

參考資料

1.維基百科全書

2.天文學名詞

3.quora-莉莉安

如有相關內容侵權,請於三十日以內聯繫作者刪除

轉載還請取得授權,並注意保持完整性和註明出處

相關焦點

  • 宇宙膨脹和空間坍縮是兩回事
    有人質疑我的觀點,認為根據科學家觀察,宇宙在不停地膨脹,內部怎麼會有壓力?其實,這個現象不難解釋。宇宙膨脹是指整體而言,局部地區有伸有縮,凡有星球運行之區域就會產生壓縮,正如列車飛馳而去,列車四周的空間就會坍縮,行人靠得太近會被吸到鐵道上去一樣。
  • 為什麼科學家不認為宇宙一直存在且無限大,而是認為宇宙有限制?
    為什麼科學家不認為宇宙一直存在且無限大,而是認為宇宙有限制?在看星空的時候,根據不同的時間時節,其實不同的時間看到的星空並不是完全一樣的,除了南北天極方向的部分星星,其他星星都是根據地球處於太陽的不同方位而變動的,但是我們在肉眼觀看的時候,其實很難分辨這些星空的變化,所以一開始的時候,人類認為宇宙是亙古不變、且無限大的穩定空間,那麼是什麼打破了這樣的定論呢?只是因為科技的發展嗎?
  • 從粒子到宇宙,從膨脹到坍縮,宇宙或許逃脫不了輪迴的命運
    ——愛因斯坦愛因斯坦的廣義相對論是二十世紀人類最偉大發現之一,雖然廣義相對論可以解釋大量令人著迷的天體物理學和宇宙學現象,在最大尺度上,宇宙的某些性質仍然是一個個外界之謎。圖註:早期宇宙中微小的量子漲落解釋了宇宙大尺度結構的兩個主要奧秘,即宇宙的極小和極大。
  • 宇宙一直在膨脹,表示外面還有空間,那麼宇宙外面到底是什麼呢?
    隨便翻開一本現代天文書刊都會告訴我們,宇宙誕生於一個奇點在138.2億年前的爆炸,一直到現在宇宙已經達到了930億光年的可觀測宇宙,但它仍然在高速膨脹中,如果有人問宇宙外面是什麼呢?答案是外面不存在時間與空間,什麼都沒有!
  • 為什麼科學界堅持認為宇宙在膨脹,有什麼確鑿的證據嗎?
    網絡上一直有人在質疑宇宙膨脹,覺得科學家也是隨意猜測,沒有什麼確鑿證據證明。甚至有人認為,宇宙為什麼不會是在膨脹和收縮的交替中進行呢?但科學從來也容不得信口開河,胡亂猜測。其實宇宙膨脹的證據早在100年前就幾乎是鐵板釘釘了,發現這個證據的是美國著名天文學家埃德溫·哈勃。
  • 宇宙一直膨脹,表示外面還有空間,外面到底是什麼呢?
    隨便翻開一本現代天文書刊都會告訴我們,宇宙誕生於一個奇點在138.2億年前的爆炸,一直到現在宇宙已經達到了930億光年的可觀測宇宙,但它仍然在高速膨脹中,如果有人問宇宙外面是什麼呢?答案是外面不存在時間與空間,什麼都沒有!
  • 既然宇宙無限大,為什麼科學家認為宇宙只有137億歲?
    宇宙無限大,為什麼人類卻認為它只有137億歲?於是科學家認為宇宙的年齡是137億年,但是137億年之前呢?如果我們認為宇宙是無限大的,為什麼我們認為宇宙只有137億年的歷史?假設它無限古老,我們只能觀察到它的頭137億年,這難道不是更符合邏輯嗎?
  • 宇宙究竟是什麼形狀?愛因斯坦認為宇宙「有限無邊」,是否正確?
    面對地球人類還存在這麼多的疑惑,想要找出宇宙的形狀,可能嗎?宇宙源自一場「奇點爆炸」,為什麼會發生這場爆炸,在爆炸之前時間和空間是否存在?這些問題對於人類來說無法理解,在這裡大家也會發現,奇點爆炸的理論和盤古開天有些類似,但是在古代人的眼中,我們腳下的大陸是宇宙的主體,漫天的星辰只是點綴。
  • 如果宇宙不再膨脹了會怎麼樣?
    科學家們認為當物質超過臨界點時宇宙會停止膨脹。如果現有的物質含量超過臨界點,那麼宇宙膨脹會先慢下來,最後停止膨脹,然後呢?根據科學家的說法,隨著物質的增加,引力也會增加,所以引力會開始向內吸引所有的物質,宇宙會開始收縮,隨著它持續收縮,它會變得更密更熱,最後它會陷入奇點,科學家們也把這個現象稱為大坍縮,也就是大爆炸的逆反應。另外有研究表明暗物質是宇宙膨脹的主要原因,由於對暗物質了解甚少,所以很難預測其在宇宙坍縮過程中的影響,如果你掉到黑洞裡會怎麼樣呢?
  • 如果宇宙不再膨脹了會怎麼樣?
    科學家們認為當物質超過臨界點時宇宙會停止膨脹。如果現有的物質含量超過臨界點,那麼宇宙膨脹會先慢下來,最後停止膨脹,然後呢?根據科學家的說法,隨著物質的增加,引力也會增加,所以引力會開始向內吸引所有的物質,宇宙會開始收縮,隨著它持續收縮,它會變得更密更熱,最後它會陷入奇點,科學家們也把這個現象稱為大坍縮,也就是大爆炸
  • 為什麼很多人認為宇宙大爆炸是謬論呢?
    有人說,宇宙大爆炸理論,是解釋宇宙起源與哈勃紅移的最佳選項。我看大可不必。為什麼宇宙需要起源呢?為什麼宇宙需要邊界呢?為什麼宇宙是黎曼空間呢? 難道宇宙就不能是固有的麼?難道宇宙就不能無始無終的麼?我認為,就大概率而言,宇宙大爆炸不存在。我真心疼那些操心「超光速膨脹」的大咖們。宇宙大爆炸依據的都卜勒紅移,只是多種紅移的最小概率的一種,而且違背了人類對宇宙無始無終的共識。以下給出紅移的多種類型。
  • 直到20世紀,人們還認為宇宙是靜態的!哈勃卻發現宇宙在膨脹…
    隨著對暗能量的更好理解,將對宇宙的過去和未來演化有更好的認識。直到20世紀,大多數人認為宇宙是靜態的,在整個永恆中基本上保持不變。為了保持一個靜態的宇宙,他做了一些改變,增加了一種他稱之為「宇宙常數」的東西,儘管沒有證據表明它確實存在。這種神秘的力量被認為能抵消引力,使一切保持在適當的位置。
  • 真實的宇宙是什麼樣子的?科學家認為宇宙或許一個「漆黑的大網」
    人類的第一印象往往會影響我們對事物的判斷,如果沒有相應的知識,相信更多人都會支持「地平論」,就算是科技十分發達的今天,仍然有很多人願意想像地平論,甚至不惜為此付出生命,有些時候真相往往是顛覆我們認知的。
  • 在宇宙大爆炸理論的前提下,宇宙膨脹速度有多快?
    科學家們認為宇宙有一個起點,也就是大家常常提起的奇點,而宇宙的形成源自於奇點的爆炸,也就是宇宙大爆炸,在宇宙大爆炸之後,宇宙經過不斷的膨脹和演變,逐漸形成了我們現在所看到的宇宙。有關於宇宙的大小,據科學家們的說法就是直徑達到920億光年,半徑453.4億光年。
  • 理論物理學家認為:宇宙或可能根本沒有膨脹
    【科技訊】5月7日消息,據英國媒體報導,近日一項最新研究重寫了宇宙大爆炸之後的歷史,倫敦科學博物館外部事務主任科學家羅傑·海菲爾德(Roger Highfield)這樣說道。宇宙學家時不時覺得需要重新思考宇宙。
  • 嘟嘟聊科學:宇宙的終結是什麼,膨脹還是坍縮?
    為了表述得更為清楚一些,1967年愛德華哈裡森將這兩個參數的取值所對應的宇宙未來總結成一張圖表,非常的直觀,這可以稱得上是宇宙大集錦,各種各樣的可能性,那麼勒梅特的宇宙模型是不是精確的描述了現實宇宙呢?
  • 宇宙永恆不滅?醒醒吧,科學家認為它最終有五種毀滅方式
    科學家們對此仍然爭論不休,但是有五種終結說得到了廣泛的認同,下面就一起來看看。該理論認為,看似極為真實且浩瀚無垠的宇宙,其實只是一段虛擬出來的程序,有些類似於遊戲世界。感受著外面的陽光明媚,享受著屋內涼爽的空調時,如果有人告訴你,眼前的一切最終都會徹底粉碎、崩塌,你會是什麼感覺呢?
  • 科學家進一步精確宇宙膨脹速度
    哈勃常數,這是描述宇宙膨脹速率的計量單位。在這篇論文中,我們的團隊分析了從軌道望遠鏡和地面望遠鏡獲得的數據,得出了迄今為止關於宇宙膨脹速度的最新測量數據。」「一些理論認為,氣球會膨脹到一個特定的時間點,然後再次坍縮。」該校天文物理系博士Desai說,「但最普遍的看法是,宇宙將繼續膨脹,直到一切都變得如此遙遠,再也看不到任何可觀測到的光。在這一點上,宇宙將遭受寒冷的死亡,但這沒什麼好擔心的。
  • 科學家預測,宇宙未來的三種「結局」:大坍縮、大撕裂、大熱寂
    科學家預測,宇宙未來的三種「結局」:大坍縮、大撕裂、大熱寂按照「宇宙大爆炸」學說的理論,我們的宇宙誕生於大概138億年前,從一個「存在但是無法描述的」奇點發生了大爆炸,之後出現了時間和空間,又出現了宇宙當中的諸多天體。
  • 根據宇宙大爆炸理論,我們宇宙會永遠膨脹下去嗎?
    如果宇宙大爆炸理論正確,那麼根據現有的天文觀測數據,宇宙有較大可能會一直膨脹下去,具體結果取決了我們宇宙中暗能量壓強和暗能量密度之比,目前科學家還不知道準確的值。宇宙從何而來?宇宙最終又將如何?根據宇宙大爆炸理論的描述,我們宇宙誕生於138億年前,目前宇宙處於加速膨脹當中,關於宇宙未來的探討還存在爭議,如果宇宙大爆炸理論正確,那麼宇宙未來無非就三種情況:大撕裂、大坍縮和臨界膨脹。