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宇宙是无限的吗?如何理解这种无限呢?宇宙是有限的吗?那么宇宙的尽头又在哪里呢?类似这种问题长久以来一直困扰着人类。随着科学的发展,人类认识宇宙的范围越来越大,那么现在我们是否能够找到宇宙的尽头呢?
科学家们都在进行着各自的探索。当观测天体的时候,人们发现它的谱线不是在标准波长的位置上。所有谱线的波长都加长了,这表明谱线向红端移动,这种现象叫做谱线红移,它是由多普勒效应引起的。当天体或观测者运动时,天体发出的光和电波的波长就会发生变化。
![宇宙的尽头是什么在哪里381 / 作者:UFO爱好者 / 帖子ID:66546 宇宙的尽头是什么在哪里381 / 作者:UFO爱好者 / 帖子ID:66546](https://www.ufoao.com/data/attachment/forum/202001/06/1-13110R12132c3.jpg)
天体向着观测者运动,距离不断缩短,波长就会变短;天体背离观测者运动,距离不断加长,就会观测到波长加长的现象。天体谱线红移表明天体背离我们向远方运动。如果我们用z表示红移的程度,那么红移为z的天体发出的光和电波在地球上观测时,波长就变成原波长的1+z倍。
例如在红移为4的天体中,氢原子发出的波长为1216埃的紫外线,而在地球上观测到的波长却是6080埃的红光,变成了眼睛可以观察到的可见光了。按照多普勒效应,背离速度越大,红移也就越大。于是就可以根据红移求出天体离开我们的速度。如果用光谱分析法分析来自天体的光,就能够检出氢、氧、碳等原子发出的、特定的、经过红移之后的波长。由此可以计算出这些特定波长发生的红移程度。
按照多普勒效应,天体红移意味着宇宙在膨胀,广义相对论的引力场方程也有膨胀的宇宙学的解,于是形成了宇宙膨胀论。还有一些人提出了其他形式的宇宙论,如稳恒态宇宙论等。这些宇宙论也都主张宇宙膨胀。采用把红移换算成距离的方法,求得天体到地球的距离,随着所采用的宇宙模型不同而各不相同。
决定了宇宙模型,还应当从观测求出用哈勃常数表示的,现在宇宙膨胀速度和用减速参量表示的宇宙膨胀减速率。按照宇宙诞生之后就急速膨胀的宇宙模型,假定哈勃常数为50千米/100万秒差距(1秒差距约为3.26光年),减速参量为0.5。可以计算出宇宙的年龄为130亿年,地球到宇宙的尽头的距离从理论上来说应是130亿光年。
1988年8月美国约翰斯霍普金斯大学的钱伯斯和宇宙望远镜科学研究所的乔治麦里发现了编号为4G41.17的天体,随后美国基特山顶的国立天文台对它进行了摄影和光谱观测。对氢原子和碳原子发射光谱测定的结果表明4G41.17就是红移为3.8的天体,根据前面的模型,这个天体离地球是117亿光年。以前确认编号为0902+34的天体离地球最近,它到地球的距离是115亿光年。
专家们认为4G41.17便是目前人们所能够看到的宇宙的尽头。此外,还要考虑到,光和电波以每秒约30万丁米的速度传播。离地球117亿光年的4G41.17发现的光和电波经过了117亿年才达到地球。因此我们看到的是117亿年前的4G41.17的雄姿。这样我们小仪观测到了远方的宇宙,而且也观测到了其日的宇宙。
通过饯伯斯的观测,清楚地表明了,在宇宙诞生后13亿年就有星系形成了。在宇宙中被称为黑暗物质的粒子是很多的,它们占了宁宙质量的绝大部分。质子和中子等重子称为基本粒子。在黑暗物质密度非常高的地方凝缩起来就形成了星系。这就是星系形成的背景模型。根据背景模型宇宙诞生13亿年之后,就有星系形成了。
数年前人们观测到了红移为0.5,距地球60亿光年的星系,为了寻找更远的天体,人们又建立了多台直径为4米的大型望远镜,接着又开发了红外线摄像机和cCD(电荷耦合器件)摄像机等新技术。这为发现新的、距地球更远的星系提供了可能性。红移为7,也就是说,距地球大约125亿光年的星系很可能在不久的将来被观测到。
如果发现了那样的星系,就说明宇宙诞生后5亿年,星系就形成了。经过各种努力之后,仍然不能发现比120亿年更早形成的星系,也许是宇宙诞生10亿年前后产生的大量宇宙尘,使人们无法看见已经形成的星系。无论如何,人们总是想找到宇宙的尽头。
当观测技术进一步提高,观测比4G41.17更远的天体,精密地求出其气体的化学组成将成为可能。这为进一步了解这些天体的形成过程创造了条件,从而也就可以更准确地推算出宇宙的年龄和宇宙早期形成的情况。也许人们终会有一天找到真正的宇宙的尽头吧! |
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