《柔软的宇宙》(原宇宙大爆炸)

23.莱曼森林

Nov. 7, 2015

哈勃看到的遥远的天体,都伴随着巨大的红移。开始哈勃认为这些红移应该是多普勒效应造成的。到现在为止,很多科普类书籍上还是这么描述。不少科普宇宙大爆炸的纪录片还会用声音的多普勒效应来给你做个演示。比如我看到的国外著名的科普频道的纪录片在描述红移的时候。常常会用飞驰而过的汽车来当作例子。汽车开着直奔你而来,同时按着喇叭。然后从你身边擦身而过。你会明显听到,汽车喇叭的音调有个突变。越过你的那一刻,声音开始变调,一下子变低了。然后科学家也会告诉你说,光波跟这个类似。星球向着你飞来的时候,光波频率升高。远离你的时候,频率就降低了。我们的确是看到不少天体有这种现象。发现太阳系外行星也可以靠这个办法发现微小的前后晃动。但是,大尺度上的宇宙学红移。并非多普勒效应。我看过去全套的哈勃红移计算过程。光波的拉长因子,就是宇宙的尺度因子。宇宙不变化,那么光波的波长在飞的过程中也不变。宇宙在膨胀,那么波长就会拉长。这跟方向无关。随便往哪个方向的光线都一样。因为宇宙的尺度因子跟时间有关系。随着时间的流逝,宇宙的尺度越来越大。宇宙学红移也是这样的。光子离开那个星球的时候,波长其实没变化。一边儿飞一边被拉长。因为宇宙在渐渐的膨胀。飞到我们眼睛里,被我们看见了。多普勒效应跟这个就不一样。假设发生的是多普勒效应,也就是那个天体真的在跑。那么自打光子离开那个星球,波长就已经一步到位,降下来了。而不是在跑的过程中逐步降低的。

从这一点,我们也能够体会到。宇宙的膨胀过程并不是那些天体真的在跑。而是彼此之间的空间尺度在增长。换句话来说那就是空间在咕嘟咕嘟的从彼此之间涌出来……

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