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第撼93章 多普勒效应!谱线红移!宇宙膨胀之震撼!(1 / 1)

当哈勃宣布,他证明了广义相对论的第五预言后,全场沸腾了。

如果这是真的,那么这个成果将镇压全场。

不要说爱丁顿的恒星测量方法,哪怕是哈勃自己的宇宙岛理论验证,也比不上。

不是一个等级的。

那可是广义相对论的预言啊!

这太让人骇然了。

虽然这些年,关于广相的研究不是特别多,也没有什么重大的成果。

但这不是因为广相不行。

而恰恰是因为它太行了,太牛逼了。

布鲁斯教授沉寂十年,一出手就是人类智慧的绝巅。

以至于任何人都没有什么插手补充的机会。

只能在其基础上发表一些边角料的分析内容。

比如广相的各种应用啊,找出一些特殊的方程解之类的。

五大预言就是天文学的五大神器。

常人得一便可名震天下!号令群雄!

然而,即便广相如此惊世骇俗,超越时代。

但是从它发表到现在,已经十年了,始终没有获得诺奖。

连带着狭相也没有获得诺奖。

虽然在很多大佬眼里,相对论出错的概率,可以忽略不计了。

他们在研究的过程中,什么尺缩效应,质能方程,都是直接拿来用的。

但是瑞典诺奖委员会的那帮宿老们,想法比较执拗。

随着诺奖的地位越来越崇高,流程越来越正规。www.qxnyo.com 苹果小说网

它开始有偶像包袱了。

现在的获奖标准比刚开始严格很多。

诺奖始终坚持:理论需要实验的验证。

如果当初的量子概念,放到现在,恐怕就不会那么快获得诺奖了。

至少也得等到玻尔-李模型出来之后才行。

尤其是对于广义相对论这种无上巅峰的理论,那更是需要谨慎至极地对待。

当初广相刚发表时,就有很多大佬提名为诺奖候选结果。

但是被物理诺奖委员会成员否定了。

他们在内部讨论中达成共识:

“广相有五大预言,不如等验证之后再颁奖。”

当爱丁顿验证了星光弯曲之后,每年提名广相获奖的人更多了。

理论预言与实验结果完美契合。

这绝对符合获奖标准了。

这时,物理诺奖委员会的五人有点犹豫和动摇了。

“要不,我们给广相颁奖吧?”

“如果算上水星进动问题,广相应该有两个实验证据了。”

“这对于物理理论而言,出错的概率已经很小很小了。”

但是,其中一位年龄最大的成员,保守地说道:

“我觉得可以再等等。”

“广义相对论在物理学中的地位太特殊,太崇高了。”

“我们必须要确保它100%正确。”

接着,该宿老又玩笑道:

“反正布鲁斯教授也不差这一个诺奖。”

“他不会在意的。”

另外几人皆是会心一笑。

大家达成一致,决定还是再观望一段时间。

要是五大预言能再证明一个,那广相就有三个实验证据了。

这犯错的概率,完全可以默认为零了。

到时候,就是可以颁奖的时机了。

物理诺奖委员会成员的想法,今年在场众人虽然不了解。

但是他们心中很清楚,如果哈勃今天真的证明了宇宙膨胀。

那么广义相对论绝对有希望获得诺奖了。

而且在大佬们看来:

广相获得诺奖,不是广相的荣誉,也不是布鲁斯教授的荣誉,而是诺奖的荣誉。

这就是相对论的伟大!

此刻,所有人的目光,就像火焰一样,燃烧着哈勃。

那是欲望之火、震惊之火、羡慕之火。

爱丁顿神色激动,他真心为哈勃感到高兴。

继他之后,终于再次有人攻克广相的预言了。

而且还是他的至交好友,这简直是人生之大幸!

沙普利呆呆地看着哈勃。

他觉得自己之前的行为有点好笑。

他视为毕生荣誉的世纪大辩论,竟然只是哈勃的开胃前菜。

恐怕对方根本没有把证明宇宙岛理论放在心上。

这种差距让沙普利生出一种无力感。

“原来这就是天才和非天才的区别啊。”

余青松看着哈勃霸气无双,立于无数人之前,心中热血沸腾。

一直以来,他都沉浸在李奇维教授的荣耀之中。

他是国内的天文新星,承担着重要的责任。

但是扪心自问,他觉得自己能不能做到如哈勃那般,犹未可知。

顶着布鲁斯教授半个弟子的身份,苦熬十年,终于修成正果。

这种感觉太励志,太震撼了!

哪怕哈勃是外国人,余青松也忍不住心生敬佩。

只有强者才会尊重强者。

海耳忍不住挺起了胸膛,露出了微笑。

他知道接下来,将是哈勃的个人秀了。

今天过后,对方就能跻身当世最顶级天文学家的行列。

甚至超越他这个天文大佬,被世人所知。

这时,海耳忽然发现,旁边的布鲁斯教授竟然毫无表情,一点也不激动。

这就太奇怪了。

于是,他好奇地问道:

“布鲁斯教授,哈勃又证明了广义相对论的一个预言。”

“你难道不高兴吗?”

李奇维闻言,微微一笑,淡定地说道:

“哦,结果是确定的,时间早晚而已。”

额。

海耳默默转过头,一肚子话都说不出来了。

“Shift!我最讨厌人家装逼了。”

此刻,面对众人的期待,哈勃狠狠地吸了一口气。

下面,将是他的巅峰时刻!

他开始分享自己的成果。

“在布鲁斯教授的广义相对中,场方程是核心。”

“这个方程描述了宇宙的运行过程。”

“其中方程的每个解,都代表一个全新规则的宇宙。”

“当然,这只是一种理论预测,并不是说真的有那么多宇宙。”

“但是,至少在我们这个真实的宇宙中,如果按照场方程的计算结果,就能得出宇宙在膨胀这个结论。”

“这就是广义相对论的第五预言。”

“正是基于这个预言,布鲁斯教授提出了匪夷所思的宇宙大爆炸理论。”

“大爆炸理论对不对,我目前不知道。”

“但是宇宙膨胀的猜想,我今天可以给出切实的证据。”

“大家请看演示屏幕。”

“1842年,奥地利物理学家多普勒,首次提出了【多普勒效应】。”

“该效应指出,运动物体(波源)所发出的声音,在静止观测者听来是变化的。”

“波源的速度越高,所产生的效应就越大。”

“这种效应就体现在声波频率的变化上。”

“当波源移向观测者时,观测者接受到的声波频率变高。”

“当波源远离观测者时,观测者接受到的声波频率变低。”

“用公式表达就是:(λ-λ?)\/λ?=v\/c。”

“其中λ表示波源在运动中所发出声音的波长,λ?表示波源静止时的波长,v表示波源的运动速度,c表示声速。”

“由于λ?和c都是已知的,只要测出了λ的大小,就能计算波源的运动速度v。”

(这就是多普勒效应测量物体运动速度的原理)

“光是电磁波,也属于波的一种,所以同样遵循多普勒效应。”

“当光源移向观测者时,观测者接受到的光的频率变高。”

“光的频率变高,就意味着波长变短,反映在光谱上就是向着蓝色光谱区域移动,所以又称为【蓝移】。”

“同理,当光源远离观测者时,观测者接受到的声波频率变低,又称为【红移】。”

“宇宙中,所有的恒星都是发光的,它们本身就是天然的光源。”

“利用这个原理,我们就可以测出宇宙中天体相对于地球是靠近还是远离,并且测出它的速度。”

“在天文学上,我们把天体在观测者视线方向上的运动速度分量,称为天体的【视向速度】。”

“当多普勒效应公式应用在天文学中时,公式形式不变,只不过含义变了。”

“其中λ表示天体在运动中所发射光的波长,λ?表示天体静止时发射光的波长,v表示天体的视向速度,c表示光速。”

“c是已知的,λ?也是已知的,因为组成恒星的元素和地球上的元素是一样的。”

“我们在实验室中测出的某种元素的谱线位置所代表的波长,就是λ?。”

“这时,当我们通过所接受到的恒星光谱,测出λ和λ?的差值△λ(多普勒位移)时,就能算出λ的值。”

“最后,通过公式,就能计算出v了。”

“这就是天文学中,利用多普勒效应,测量天体视向速度的原理。”

“根据这个原理,1868年,已故的英国天文学家哈金斯爵士,首次测得了天狼星的视向速度为46公里\/秒。”

“而且谱线红移,意味着天狼星是在远离地球。”

“同样的,这个方法也可以用于星系的测量。”

“从1912年到现在,美国天文学家斯里弗先生,一直致力于星系光谱的研究。”

(其实之前应该称星云光谱,但是由于宇宙岛理论已经证明,所以直接改为星系了,无伤大雅)

人群之中,47岁的斯里弗一脸懵逼。

他是亚利桑那州罗威尔天文台的台长,属于美国天文学界的中佬。

当然和海耳等人不能比。

如今他被大名鼎鼎的哈勃提到,突然有种受宠若惊的感觉。

“哈?不是证明宇宙膨胀吗?”

“怎么提到我了?”

“我可没有膨胀啊!”

这时,哈勃继续说道:

“斯里弗先生观察了41个星系的光谱,他发现其中36个星系的光谱都发生了红移。”

“这意味着,那些星系全都是正在远离地球。”

讲到这里,哈勃稍微停顿了一下。

他要给众人一点消化的时间。

因为不仅是斯里弗懵逼,很多人都开始满脸疑惑了。

“哈勃不是要证明宇宙膨胀吗?”

“怎么现在讲的全是用多普勒效应测量天体的视向速度啊?”

“这两者有什么关系吗?”

不过,也有不少人听的津津有味。

“我是研究行星的,倒是没有听过这种理论。”

“哈勃博士讲的确实很好,非常通俗易懂,一下就听明白了。”

“今天真是涨姿势了。”

“果然名师出高徒,哈勃的演讲水平已经有了布鲁斯教授的三分功力。”

接着,有相关方向的大佬犀利分析道:

“星系远离地球,和宇宙膨胀也没关系吧。”

“M31星云不还在靠近我们银河系吗。”

“宇宙中天体的远离和靠近都是正常的。”

“银河系中的恒星光谱既有红移,也有蓝移。”

此刻,在场绝大多数人都不知道,哈勃铺垫这么多是意欲何为。

无论从哪方面看,他要说的内容,都和他想证明的结论无关。

不过,这种高端的场合,对方显然不会是故弄玄虚。

很快,哈勃微微一笑,继续说道:

“听完了刚刚的背景知识,我知道在座的诸位肯定很纳闷。”

“星系远离地球,和宇宙膨胀又有什么关系呢?”

“没错,二者确实没有关系。”

“但是,如果再加上一个现象,那情况就完全不同了。”

啪!

“大家请看。”

“我重新测定了46个星系的视向速度。”

“并且,我还利用造父变星的测距方法,更精确地测定了这46个星系与地球之间的距离。”

“通过分析这些数据,我发现了一个惊人的事实:”

“那就是,这46个星系不仅仅是光谱红移,远离地球。”

“而且,距离地球越远的星系,它的视向速度就越大。”

“二者之间还满足正比例的数学关系:V=HD。”

“其中V表示星系的视向速度,D表示星系与地球的距离,H表示比例常数。”

“根据我的计算,H的数字大概是70【(km\/s)\/mpc】,即70【千米每秒每百万秒差距】。”

“其中mpc表示【百万秒差距】,是一个天文学距离单位,1mpc相当于326万光年。”

“也就是说,对于地球上的人而言,宇宙中的天体与地球的距离每增加326万光年,天体的退行速度就会增加70公里\/秒。”

“所以,星系并不是像银河系内的恒星那样,杂乱无章地运动。”

“它们统一地在远离地球,距离越远,远离的速度越快。”

“除了宇宙正在均匀膨胀,没有任何理由可以解释这个现象。”

(为什么是匀速膨胀,估计不少人想象不出来,别急)

“以上,就是我对广义相对论第五预言:宇宙膨胀的证明。”

轰!

全场骇然!

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