关于宇宙的科普知识?

Question

关于宇宙的科普知识
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Answer 1

夏日夜空,繁星闪烁,不禁使人陷入对宇宙的遐想之中.20世纪10～20年代,天文学家发现远星系光谱线的频率随着它离我们距离的远近而有规律地变比,即谱线红移.1929年哈勃总结出谱线红移的规律是：对遥远星系,红移量与星系离我们的距离成正比,比例系数H叫哈勃常数,这红移叫宇宙学红移.此后,在红外及整个电磁波波段都观测到了这个规律.它被解释为是由星系系统地向远离我们的方向运动时的多普勒效应产主的.这就像火车远离我们行驶时汽笛的声调（即频率）比静止不动时的声调更低一样,由此得出星系都在做远离我们的运动,离我们越远运动速度越快的结论.这就好像是掺有葡萄干的面包在烤箱中膨胀起来一样.这个模型叫宇宙膨胀模型或大爆炸模型.近年来在宇宙膨胀的基础上又提出了爆胀宇宙等多种改进模型.
从宇宙膨胀的观点出发,利用哈勃公式反推到过去宇宙中所有天体应该聚集于一点,由于某种原因在它内部产生了"大爆炸".诞生了现在的宇宙,从而得出了时间是有开端,空间是有限的结论.宇宙从大爆炸到现在究竟经过了多少时间,即宇宙的年龄是多少,这取决于哈勃常数H的大小.最初哈勃常数仅500（公里／秒／百万秒差距）,这样算出的宇宙年龄比地球的45亿年的年龄小很多.以后改为50～100之间.若取100,宇宙的年龄只有100亿年,而银河系的球状星团的年龄是150亿年,矛盾很大.若取50,宇宙年龄为200亿年,矛盾不那么明显,因此被大爆炸宇宙论者所赞同,但在观测上,这个数值有些勉强.究竟是多少,一直没有定论.近年来用哈勃太空望远镜观测的结果倾向于取80.这样算出的年龄为120亿年,矛盾还很明显.宇宙将来是一直膨胀下去还是又收缩回来,这要取决于宇宙的平均密度.而宇宙平均密度究竟是多少目前还不能确定,因为观测的距离越远,平均密度越小,下限有没有还不能确定.1965年发现了宇宙空间的2.7K微波背景辐射,被大爆炸论者解释为大爆炸时期的光经过上百亿年后的遗迹,是大爆炸宇宙的一大证据,但这种解释并不是唯一的,因为宇宙空间中充满介质,2.7K微波背景辐射具有黑体辐射的性质,可以解释为宇宙空间中介质发出的温度是2.7K的热辐射.
仔细分析起来,问题可能出在将光谱线的红移都解释为星系运动的多普勒效应上.过去,人们曾用多普勒效应解释了银河系内恒星的光谱线移动,从而成功地确定了星系内存在自转现象.但现在天文观测中却发现一些红移现象,若用运动的多普勒效应解释就存在许多困难,这促使人们考虑到必然还有其他机制能产生红移.