宇宙膨脹的觀測證據是什麼?

2020-12-08 騰訊網

宇宙膨脹的觀測證據是什麼？

答：

鋪墊知識：

光源的光譜是由許多或明或暗的窄細條紋組成的。它們分別是原子的發射光譜（明線）和吸收光譜（暗線）。

可見光譜包括紅、橙、黃、綠、青、藍、紫7種顏色可見光。由紅到紫，波長由長到短。

光源遠離觀察者時，在觀察者看來，所有輻射的波長都會增加。輻射的波會往波譜的長波端移動（變得更紅），這種效應稱為紅移。紅移可以通過光源波譜的變化來發現。

宇宙膨脹的觀測證據有二：

1

星系光譜紅移

1929年，美國威爾遜山天文臺的埃德溫·鮑威爾·哈勃發現，河外星系光譜的紅移量和它們到本星系群的距離成正比。

這表明光源是在遠離觀察者運動。距離我們愈遠的河外星系，向後運動的速度愈快。

2

宇宙微波背景輻射

1965年，美國貝爾實驗室的阿爾諾·彭齊阿斯和羅伯特·威爾遜在接收衛星信號時，在波長為7.35釐米的微波段附近，接收到一種來歷不明的幹擾（噪音）。當他們調整天線的方向時，噪音沒有任何變化，表明它的來源是高度各向同性的，即，輻射以相同的強度從宇宙空間的各個方向射向地球。

如果這種波長為7.35釐米的無線電信號是熱輻射的話，對應的溫度約為2.7K。這與伽莫夫和阿爾弗等人的推測十分接近。作為宇宙大爆炸歷史遺蹟的背景光子可以觀測到的預言由此得到證實。

早在1957年，蘇聯的什馬諾夫也獨立發現了宇宙微波背景輻射。

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相關焦點

  • 宇宙是在加速膨脹還是減速膨脹?有什麼證據?
    這裡先說明一點，天文學研究天文現象時，所採用的是一個個模型，這是因為在天文學領域，做觀測時，所能夠掌握的數據量極其少，這時候，就得依靠模型來匹配。模型說白了就是一次觀測和理論物理學的有機結合體。而研究宇宙的狀態其實是和宇宙模型有關的。
  • 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。
  • 宇宙膨脹，到底是什麼東西在膨脹？
    引力波也可以幫助我們測距，研究近鄰宇宙發生了什麼，過去的宇宙膨脹歷史是怎樣的。所以，引力波被稱為「宇宙標準汽笛」。引力波的發現獲得2017年諾貝爾物理學獎。3、宇宙結構形成很多人曾經問我，「大爆炸，是什麼東西在爆炸？宇宙膨脹，是什麼東西在膨脹？」宇宙演化是非常複雜的，它經歷了很多階段。
  • 有人說宇宙正在膨脹,這是誰發現的?有什麼證據?
    到了1915年，愛因斯坦在狹義相對論的基礎上，開始推廣廣義相對論，並且得到了一個描述宇宙的方程，也被稱為廣義相對論場方程。看不懂這個方程沒關係，你只需要知道一點，那就是這個方程預示著宇宙會膨脹。所以，是廣義相對論的場方程預言了宇宙的膨脹。
  • 從光線紅移到宇宙膨脹,宇宙大爆炸的證據!
    因為科學家發現了光譜譜線的紅移，所以知道了我們這個宇宙並不安靜，不但普通的天體運動能導致紅移出現，還發現了由於宇宙本身的膨脹也能導致此種現象的發生，甚至愛因斯坦還發現了引力場的存在也會導致紅移現象出現。
  • 宇宙大爆炸理論有哪些證據，在大爆炸之前宇宙又是什麼？
    我們宇宙開始於138億年前的一次暴漲，宇宙從一個半徑無限小的宇宙奇點，發展成如今廣袤的宇宙，而現階段宇宙還處於加速膨脹當中，膨脹速度用哈勃常數描述，目前的數值為Hc=67.80km/s*Mpc。這是一個天馬行空的假設，讓人覺得非常不可思議，然而卻有眾多天文觀測數據支持這個觀點，比如：證據一：哈勃紅移我們在地球上觀測遙遠星系時，幾乎所有星系的光譜都存在紅移現象，而且距離越遠的紅移量越大
  • 有什麼證據可以證明宇宙起源於大爆炸,大爆炸之前又是什麼?
    人類像思考自身的起源一樣思考宇宙的起源，萬物都會有一個起源，那麼宇宙的起源是什麼呢？回答這個問題還得需從觀測出發，畢竟科學都是先建立在觀察的基礎上的。現今的主流宇宙起源學說是大爆炸宇宙論，大爆炸宇宙論是科學家一步一步推導出來的理論，它反映出宇宙在早期是一個高熱、高密的極小狀態，但是它為何可以這麼認為呢，究竟有什麼證據？一、宇宙是去中心化的。
  • 終極探秘:宇宙膨脹究竟是什麼在「膨脹」?
    1929年，美國天文學家哈勃根據天文觀測結果「所有星雲都在彼此互相遠離，而且離得越遠，離去的速度越快」，得出結論：整個宇宙在不斷膨脹。哈勃認為宇宙膨脹的依據是：宇宙空間裡所有星雲都在彼此互相遠離。因此，我們可以理解為：宇宙空間在膨脹導致星雲彼此相互遠離，或者理解為星雲在無限宇宙空間裡「向外」運動。宇宙由物質、空間和時間構成，宇宙膨脹究竟是什麼在「膨脹」？假設是「空間」膨脹（宇宙空間變大），則宇宙空間有限有界（宇宙空間膨脹之前始終要比膨脹後小），試問，宇宙之外是什麼？（宇宙之外由什麼構成？）
  • 哈勃觀測顯示宇宙膨脹速度比標準模型快9%—新聞—科學網
    來自哈勃空間望遠鏡的最新觀測結果顯示，現在宇宙的膨脹速度比宇宙學的標準模型預言快了約9%。
  • 是什麼加速了宇宙的膨脹?
    宇宙膨脹的速度比科學家預測的快得多，這是宇宙學中最難以解釋的異常現象之一。根據對宇宙大爆炸後不久後釋放的輻射（宇宙微波背景輻射）進行測量，物理學家預測了宇宙的膨脹速率，即所謂的哈勃常數。這些輻射揭示了早期宇宙的精確成分。宇宙學家將這些成分代入宇宙演化模型中，並將模型向前運行，以觀察今天的宇宙空間應該以多快的速度膨脹。
  • 暗能量與宇宙膨脹
    它佔了宇宙的70%還多，並促使宇宙加速膨脹。但有一個問題是，當我們用不同的方法來測量宇宙膨脹的速度時，卻得到了不同的結果。哈勃太空望遠鏡拍攝的NGC526超新星1994D照片來源：NASA/ESA有幾種方法可以測量宇宙膨脹速度。一種是測量遙遠星系的相對運動。
  • 宇宙真的膨脹嗎?有什麼證據可以證明正在膨脹?
    地心說有非常嚴格的定義，其次地心說是建立在極其嚴格的觀測數據之上的，這些數據都是地心說的證據，最後，地心說提供了可被證偽的方式，我們只要證明宇宙中的天體不都是繞著地球轉就可以證偽它。
  • 直徑930億光年的可觀測宇宙到底是什麼意思?真正的宇宙有多大?
    雖然宇宙大爆炸理論是一個瘋狂的理論，但也不乏證據支持：證據一：哈勃紅移在地球上觀察遙遠的星系的時候，會發現幾乎所有星系的光譜都存在紅移現象，並且距離越遠的星系，其紅移量越大，呈正比關係，這說明幾乎所有星系都在遠離我們，而針對這個現象唯一的解釋，就是宇宙在發生膨脹。
  • 宇宙仍在持續膨脹?都卜勒效應可以為證?
    宇宙到底有多大？突然被問到這問題，想必一下子很難回答清楚吧。宇宙似乎不像普通的事物一樣有個大小的限度，而是一直處於膨脹之中。這就是所謂的宇宙宇宙膨脹說。但是，宇宙真的在膨脹嗎？有什麼證據嗎？現在（137億年後），宇宙仍在持續膨脹，也仍有新的星星在形成。大爆炸理論的問題在於宇宙的所有質量均從這一個奇點而來，這個密度無限大的點究竟是什麼？它是怎麼來的？在大爆炸前發生了什麼？這些問題現在仍是未解之謎。
  • 弗裡德曼膨脹宇宙與尚未證實的「平行宇宙」
    騰訊科學Ѷ（Everett）當前的宇宙理論建立在蘇聯宇宙學家亞歷山大·弗裡德曼提出的膨脹宇宙模型之上，在1922年，弗裡德曼發現了愛因斯坦場方程中的一個重要解使得膨脹宇宙模型逐漸明朗，此後哈勃發現了宇宙膨脹的現象，在宇宙微波背景輻射發現之後，科學界對建立在弗裡德曼宇宙模型基礎上的宇宙時空有了不同深度的認識
  • 地球是可觀測宇宙的中心?科學家:宇宙一直在膨脹,它沒有中心
    當我們知道可觀測宇宙的直徑是930億光年的時候，心中不禁有了一個疑問，這是怎麼計算出來的？答案和地球有關，地球的位置恰好處於可觀測宇宙的中心區域，從地球到可觀測宇宙的邊緣地帶的距離是465億光年，可觀測宇宙自然就是930億光年。還有個不能忽視的因素，宇宙一直在膨脹。
  • 宇宙根本沒有加速膨脹?新的證據表明,暗能量的關鍵假設是錯誤的
    現代宇宙學認為，我們所處的宇宙是由暗能量、暗物質以及普通物質組成（其中暗能量所佔比例為68.3%，暗物質為26.8%，而普通物質卻只有4.9%）。根據相關描述，暗能量雖然看不見也摸不著，但是它卻能推動宇宙加速膨脹，我們先來看看科學家是怎麼發現暗能量的。
  • 宇宙加速膨脹,星系越來越遠,怎樣才能觀測到更廣闊的宇宙?
    我們怎樣才能看到正在消失的宇宙？圖 1像武仙座星系團一樣，一些遙遠的星系不僅會因為遠離我們而發生紅移，還會有明顯的加速衰退現象。最終在一定距離以外，我們將不再觀測到來自它們的光。上世紀二十年代，科學家們基於對星系距離的測量和紅移現象發現宇宙正在發生膨脹。到了九十年代，我們知道宇宙不僅僅是在膨脹，那些向更遠處移動的遙遠星系甚至具有一定的加速度。
  • 宇宙的膨脹,告訴我們外面可能還有空間,那麼外面會是什麼?
    宇宙大爆炸理論雖然是科學家提出的一個猜想，但是在後來的不斷觀測研究探索中，科學家發現了越來越多的證據，能夠證明大爆炸理論的正確性。現在，宇宙大爆炸理論基本已經得到了科學界的普遍認可，而在大爆炸理論之下，另一個宇宙現象引起了科學家的高度重視，那就是膨脹理論。最初的宇宙是非常非常小的，當大爆炸發生之後，宇宙誕生，並且開始快速的膨脹。
  • 什麼會加速宇宙的膨脹?
    宇宙加速膨脹指宇宙的膨脹速度越來越快的現象。宇宙加速膨脹這個問題是當代理論物理學中最「熱門」的主題之一，它激起了世界各地的眾多研究人員的興趣。關鍵問題在於，天文學家所觀察到的宇宙加速擴展與理論學家所認為的擴展速度之間的差異，是宇宙學中一直存在的重大難題。宇宙學家對大爆炸後不久發出的輻射的測量結果是基於對膨脹率（稱為哈勃常數）的期望。