假如咱们说一束从悠远星系来的光要花上100亿年时刻抵达地球(距地球100亿光年远),那咱们就要去猜测一下,自100亿年前这束光敞开他的地球之旅的一起,这个星系也在向更远处移动,所以当这束光抵达地球时,星系是不是现已移离地球更远了?



假如这种说法有或许是真的,那么离咱们最悠远的星系,假如以挨近光速的速度进行远移,现在与咱们的间隔简直是他的光束开端地球之旅时的两倍(假如世界是140亿岁,那么这个星系就离咱们有近乎280光年远)!



这个星系现在离地球的间隔远大于100亿光年--假如咱们是以一种特定的的含义来界说“间隔”--这么说彻底合理.不过,“间隔”虽然在日常日子中(有)十分直观的意思,但在咱们不断胀大的世界中可没这么简略!地理学家们(当然还有他人)在评论物体“间隔”的时分,并不总是具体论述他们说到“间隔”的意思,这就引起了许多关于“间隔”的困惑。假如你想知道更多的解说,接着读下去吧!



首要,世界的胀大并不包括星系在静态空间的移动,而是世界空间自己的“拉伸”。光通过正在胀大的空间需求穿越的间隔,是初始间隔加上旅行时由于世界胀大而添加的间隔。这就像在一个正在被拉伸的跑道上跑步——你动身的时分,跑道的长度是100米,等你跑完,这段跑道现已被拉长到了400米,那么你跑的总间隔是大于初始间隔100米的。



现实上,当你说起这段赛道从起点到结尾的“间隔”时,你或许指的是几种不同的意思:

(1)你或许说的是100米,由于这是你起跑时的跑道长度;这一起也是跑道标明的长度。

(2)你或许说的是400米,由于这是你抵达结尾时从起点到结尾的长度。

(3)你或许说的是你实践跑过的间隔,这段间隔大于100米(由于跑道在你跑的时分拉长了),但小于400米(由于前段跑道的拉伸是在你现已跑过之后发作的)。



从上面的比如中能够看到,当地理学家们说起咱们与一个悠远星系的“间隔”时,或许包括许多种不同的意思!Ned Wright的世界学教程里有一个关于“地理学家运用的不同类型的间隔”的全面的专业评论(假如你越过教程前面的部分直接读这一章节的话或许会有点难了解),这其间有一些“间隔”和咱们刚刚评论的跑道很相似,也有一些彻底不相同。与此一起,他也有答复一些关于相似咱们的问题的。



正如你的问题所假定的那样,假定咱们以某种办法知道“来自悠远星系的光线需求100亿年才干抵达地球”,那么——假如咱们用第三界说,咱们便是说咱们与这个星系的间隔是100亿光年。可是假如咱们用榜首界说,咱们便是说咱们和这个星系的间隔小于100亿光年,即在光射出的时刻间隔小于100亿光年);假如咱们用第二界说,咱们便是说咱们和这个星系的间隔大于100亿光年,即光被咱们收到的时刻,星系与咱们的间隔大于100亿光年)。



发现了吗,说一个星系“离你100亿光年远”是一种不置可否的表述!除非你明确指出你是用的是哪一种间隔界说法,否则你就不能清楚地表述你的意思。而且,虽然第二界说或许与你对“间隔”的直观感觉最为挨近,但在地理学中并不总是最好的那个界说法!究竟,这束光是咱们了解这个悠远星系的仅有信息来历,咱们或许需多考虑这个光通过的物理间隔,而少考虑这个星系现在离咱们有多远,由于现在间隔星系有多远与咱们在调查星系时所看到的状况无关。

不过,咱们在这儿评论的一切间隔界说法都存在必定的实践问题。为了运用地理丈量办法去实践测算咱们与一个特定星系的任何一种间隔,咱们需求了解一些世界胀大史(相当于跑道跟着时刻的推移是怎样拉伸的)。不同的世界胀大模型让咱们得到了许多到星系间隔的不同成果,而且虽然最近的测算(特别是WMAP卫星的测算)让咱们了解到了更多关于世界胀大的现实,但咱们依然仅仅井蛙之见。



地理学家们用于丈量咱们与悠远星系间隔的最最遍及的办法比咱们评论的间隔界说要简略得多,可是丈量起来更轻松!这种间隔测算法被称为悠远星系的红移。地理学家利用了一个现实:当光线穿过胀大的世界时,拉伸世界空间的那些要素也在拉伸着光线自身,导致光的波长添加,色彩发作改变而且光的谱线愈加朝红端移动。 光的红移指的是它被拉伸的量,它基本上是在光线从悠远星系到咱们这儿的旅程中世界胀大了多少的测量。

地理学家们能够测算咱们在地球上接遭到的光的波长,然后他们一般就能够根据对光的生产中触及的化学进程的专业知识测算出这个光在动身时是怎样的波长。这样他们能够轻松地测算简直一切悠远物体的红移。

用咱们方才举的跑道的比如来看,跑道的长度拉伸到了本来的4倍(从100米到400米),那么地理学家们就会说这个跑道拉伸的红移是3(这儿的红移确定为“比世界胀大的倍数减一”也便是说假如没有胀大发作的话红移为零)。假如你在那跑道上跑的时分,你的身体发作了和光相同的改变,等你到结尾线的时分,你会发现你的身体是你起跑时的四倍大!

在咱们的习气中,红移并不是一个“传统”的间隔测算办法。站在结尾线上说起点线处于红移为3的状况并不能让咱们知道这个跑道有多长,或许你刚刚跑了多远。虽然地理学家们一直在运用红移测算间隔,但这个办法并不是读者们能够直观了解的。这或许也便是科学记者们简直不会用红移来描述间隔的原因。可是,这个概念是很有含义的——在一个胀大的世界里,有着更大红移的物体离咱们更远。所以假如咱们丈量到一个星系的红移为3,另一个星系的红移为3.5,咱们或许无法知道坐世界飞船到其间一个星系要多久,可是至少咱们能够知道到哪个星系会更快呀!

如有相关内容侵权,请于三十日以内联络作者删去

转载还请获得授权,并留意坚持完整性和注明出处

推荐阅读