奥伯斯佯谬
“国际究竟是不是永久的”这个问题很早就有人考虑的,而且最早人们以为国际便是永久的。近代物理学的奠基人牛顿就从前被这个问题摧残得要疯。这是因为牛顿提出了万有引力定律,他以为物质之间只存在互相招引的力。
那这和国际是有永久的有什么关系呢?
咱们能够来幻想一下,假如国际是一个以物质为主的国际,那傍边的物质都是存在引力效果的,也便是说,终究一切的物体都会朝着质心靠拢。那么问题来了,为什么咱们观测不到这个现象?而且这个问题自身也和国际是永久的相违反。
依据这个对立,牛顿纠结了好久,终究不得不提出一个观念:国际是无限大的。这样国际就处处是中心,也就不会呈现往一个点靠拢的状况。
但没有多久,就有一个人对牛顿的观念提出了质疑,这个人叫做奥伯斯。他说,假如国际是永久的,而且是无限大的,那就意味着国际中无限多的恒星,那就有无限多的发光源,它们会照亮国际,所以,夜晚不该该是黑的,而应该和白日相同。
这个主意也被称为奥伯斯佯谬。他的这个主意其实一向都没有办法得到处理。直到人类关于光和国际有个更为深化的了解才搞理解。
光速问题
关于奥伯斯佯谬有个根本问题是他的年代认识不到的,这问题便是:光的传递是瞬间的仍是光也是有速度。关于光速的丈量很早就有,闻名的伽利略就从前测验去测光速,成果他失利了。
后来到了20世纪初,也便是简直到了爱因斯坦的年代(精确说是麦克斯韦以及赫兹的年代),科学家总算建立了光速。光速的建立,至少让咱们理解一点,那便是光从其他天体传达过来也需求时刻。当然,假如国际是永久的,那恒星的光总是会传到地球上来,所以夜空当然仍是全亮的。所以,光速的建立并不能彻底处理这个问题。
国际大爆炸
后来,又过了20多年,哈勃就发现,许多星系正在红移。具体来说,便是这些星系正在远离咱们。进一步的研讨就发现。并不是它们在运动,而是国际空间在胀大。
勒梅特依据哈勃的观测以及爱因斯坦的广义相对论方程理论,提出了国际有个起点,来源于一次大爆炸,而且从那之后国际就初步胀大。
起先,这个主意并没有遭到许多科研人员的重视,它也就成了一个非干流的理论。后来,通过伽莫夫等人深化了这个理论,这个理论后来就被称为大爆炸理论。
在这次深化理论的进程中,他们提出了两个能够证明国际大爆炸实在存在的依据,一个叫做国际微波布景辐射。它其实是大爆炸的余热,在国际38万岁时,初步在国际中传达。
后来,被两位无线电工程师彭齐亚斯和威尔逊所发现,两人还因而获得了1978年的诺贝尔物理学奖。
另一个证明国际大爆炸的实在依据是氦元素丰度。这是说,在国际构成前期不仅仅构成了很多的氢元素原子,实际上还会有一些氦元素原子的发生。而科学家对国际中氦元素的丰度进行了丈量,和理论事项契合的。
因而,国际大爆炸理论才初步被科学家广泛承受,并成为了现在关于国际来源的干流理论。
而哈勃的观测,国际大爆炸都指向了一个成果:国际并不是永久的国际有个炙热的初步,国际来源于在138亿年的一次大爆炸,随后国际空间在继续的胀大。
依据最新的国际微波布景辐射的数据,咱们还得出国际是平整的,而且有加快胀大的趋势(当然早在1998年就发现了这一点。)一起,国际仍是无限大的。这也就解说了奥伯斯佯谬。整个进程是这样的,因为国际正在胀大,国际的年纪是138亿岁。这就使得引力波或许中微子从国际诞生之初一向跑到现在,也只能跑465亿光年的间隔。而光是从国际38万岁时才初步在国际中传达的,它能跑得最远间隔是461亿光年。(这儿其实不是138亿光年,是因为需求把胀大效应考虑进去。而引力波和中微子比光多跑38万年,所以传达的间隔更长一些。)
但咱们上文也提到了,依据现在的观测成果:国际是无限大的。因而,并不是整个国际的光都能抵达地球然后被观测到,而只要半径为461亿光年球面内的恒星的光能够抵达地球,只要半径为465亿光年内的球面内的引力波和中微子能够传达到地球。再加上无论是光、中微子、引力波都不或许超越光速,因而跑到地球还需求必定的时刻。这才使得夜晚的天并不是亮的,而只要少数的星光。
(多说一句,可观测国际的半径其实便是465亿光年,这是理论上人类能观测到最远的规模。)