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红移

> 知识库 芦荟君 2024-10-23 11:46

什么是红移现象

所谓红移,最初是针对机械波而言的,即一个相对于观察者运动着的物体离得越远发出的声音越浑厚(波长比较长),相反离得越近发出的声音越尖细(波长比较短).
后来,美国天文学家哈勃把一个天体的光谱向长波(红)端的位移叫做多普勒红移.通常认为它是多普勒效应所致,即当一个波源(光波或射电波)和一个观测者互相快速运动时所造成的波长变化.美国天文学家哈勃于1929年确认,遥远的星系均远离我们地球所在的银河系而去,同时,它们的红移随着它们的距离增大而成正比地增加.这一普遍规律称为哈勃定律,它成为星系退行速度及其和地球的距离之间的相关的基础.这就是说,一个天体发射的光所显示的红移越大,该天体的距离越远,它的退行速度也越大.
编辑本段红移的分类  红移有3种:多普勒红移(由于辐射源在固定的空间中远离我们所造成的)、引力红移(由于光子摆脱引力场向外辐射所造成的)和宇宙学红移(由于宇宙空间自身的膨胀所造成的).


红移说明了什么?

一个天体的光谱向长波(红)端的位移叫做红移。通常认为它是多普勒效应所致,即当一个波源(光波或射电波)和一个观测者互相快速运动时所造成的波长变化。美国天文学家哈勃于1929年确认,遥远的星系均远离我们地球所在的银河系而去,同时,它们的红移随着它们的距离增大而成正比地增加。这一普遍规律称为哈勃定律,它成为星系退行速度及其和地球的距离之间的相关的基础。这就是说,一个天体发射的光所显示的红移越大,该天体的距离越远,它的退行速度也越大。红移定律已为后来的研究证实,并为认为宇宙膨胀的现代相对论宇宙学理论提供了基石。上个世纪60年代初以来,天文学家发现了类星体,它们的红移比以前观测到的最遥远的星系的红移都更大。各种各样的类星体的极大的红移使我们认为,它们均以极大的速度(即接近光速的90%)远离地球而去;还使我们设想,它们是宇宙中距离最遥远的天体。
  光是由不同波长的电磁波组成的,在光谱分析中,光谱图将某一恒星发出的光划分成不同波长的光线,从而形成一条彩色带,我们称之为光谱图。恒星中的气体要吸收某些波长的光,从而在光谱图中就会形成暗的吸收线。每一种元素会产生特定的吸收线,天文学家通过研究光谱图中的吸收线,可以得知某一恒星是由哪几种元素组成的。将恒星光谱图中吸收线的位置与实验室光源下同一吸收线位置相比较,可以知道该恒星相对地球运动的情况。


什么是“红移”?

图片来源于NASA 光的波长大小决定了人眼可以看到不同的颜色。人眼可见的一部分光谱,被称为可见光。 在可见光的红端之外,是波长更长的红外线、微波以及无线电波;在可见光的蓝端之外,是波长更短的紫外线、X射线以及伽马射线。 不同的恒星具有不同的光谱。现在想象一颗恒星相对于地球是静止不动的,从恒星发出固定波长的光。显然,我们接收到的和发射时的波长一样。 如果这颗恒星向我们运动而来,当它发射第二个波峰时离着我们较近,这样两个波峰之间的距离就要比静止时小,而接受到的波长就要比静止时短。反过来,如果恒星离我们越来越远,我们接收到的波长就要比静止时长。 也就是说,恒星离开我们而去时,光谱向红端移动(红移);恒星向我们运动时,光谱向蓝端移动(蓝移)。 图片来源于维基百科 这种现象也被称为多普勒效应,声波和电磁波也包括在内。当一辆车开着警报器向观察者驶来时,波就向高频率位移,波长越来越短;当其离远离观测者时,波就向低频率移动,波长越来越长。

红移现象的另类解释

的确,我们观测的现象表明所有星系全都在向我们集体大退行,但是,星系光谱的红移现象不一定是由于星系的相互退行所引起,也许多普勒现象应用到很不连续的星际空间系本身会是一种错误,红移现象应当由空间本身的不连续性引起的光谱拉伸。

从这种理解意义出发,一个相对独立的空间系具有一种它自身时空性质的特别连续性。而一个空间系与另一个空间系之间的连续性要降低许多。然而我们认为光在星系之间的自由传播不会改变什么,其实我们错了,它改变了,它的光谱发生了红移! 红移现象是光每进入一个像星系这样一种很不连续的空间系统所必须付出的代价!可以认为,光谱红移不是简单地由星系间的距离增加而引起的。由于星系是一个相对独立的旋转场的存在,所以,长途旅行的光每经过一次这样的旋转场,波长就会被拉伸而发生红移。

再说,人类观察遥远距离传播来的光意味着是在光源的传播路径上的孔道中看到它们(显然这和我们观看面前的物体的方式完全不一样)。我们可以发现,无论物体朝那个方向移动,都会使移动距离增大。因此,在实际观察效果就会使星系旋转变成一种腿行。鉴于这两点我认为,红移现象作为星系相互远离的直接证据并推导出大爆炸宇宙的流行观点很值得怀疑。


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