宇宙那么大,科学家是如何测出宇宙大小的?其实很简单,并不复杂
人们如果形容"宇宙",往往会使用无边无际这个词,是的,宇宙的确很大,如果将地球与整个宇宙相比的话,地球简直就是沧海之粟,但宇宙也并非是没有边界、人类无法测量的,天文学家已经通过科技手段测量出了人类可观测宇宙的大小,大概是930亿光年,这个距离是什么概念呢?就是如果我们驾驶着速度等同于光速的飞行器,从宇宙的一端飞向另一端,也需要整整930亿年!那么问题来了,如此庞大的数据,科学家是怎么测量的呢?
常规测量距离无非是这几种方式,用尺量、用声波、光波、电磁波测量,用尺量宇宙距离有些过于搞笑,而声波、电磁波、光波这三种测量方式虽然可以测量一些较长的距离,但是用来测量宇宙的长度也不太实际,可能发射电磁波后等上几千年也未必等测出结果,那么这些常规的测量方式用不上,天文学家如何测量的呢?其实天文学家用了一个更简单的方法,看起来很复杂,其实简单。
测量宇宙距离使用的方法是:宇宙红移,光作为电磁波具有波动性,当远离地球的星体向我们发射电磁波时,随着电磁波运动距离的变远,电磁波的波就会变长,电磁波运动距离越远,电磁波的波拉长效果就越明显,波被拉长这种现象在光谱中表现为向红端移动,我们称这种现象为:红移。
明白红移概念之后,测量宇宙距离就变得很简单了,天文学家可以通过检测接收到的最远宇宙发射电磁波,分析其光谱红移情况,就可以推算出宇宙的距离了。
根据接收到的宇宙红移电磁波进行计算,宇宙的年龄大约为138亿年,可观测宇宙的直径大约在930亿光年左右。
但是天文学家计算的宇宙距离也不是目前宇宙的真实距离,因为电磁波传递到地球也需要时间,在电磁波传递的这段时间内,宇宙正处于高速膨胀的过程中,所以930亿光年直径的宇宙仅仅是上百亿年前的宇宙大小,就像我们晚上看到的星星其实是它们几十万年前的样子,当前宇宙的真实大小要远远大于930亿光年。
当然,930亿光年为直径的宇宙也是人类目前可以观测到的宇宙大小,因为人类的观测能力有限,所以我们无法计算出整个宇宙的大小,根据天文学家估算,整个宇宙的直径应该在1300亿光年左右。
|