第8章 膨胀的宇宙(1)[第1页/共5页]

本地球环绕着太阳公转时，相对于更远处的恒星背景，我们从分歧的位置观察它们。这是荣幸的，因为它使我们能直接测量这些恒星分开我们的间隔，它们离我们越近，就显得挪动得越多。比来的恒星叫做比邻星，它离我们约莫4光年那么远（从它收回的光约莫破钞4年才气达到地球），也就是约莫23万亿英里的间隔。其他大部分肉眼可见的恒星分开我们的间隔均在几百光年以内。与之比拟，太阳仅仅在8光分那么远！可见的恒星漫衍在全部夜空，但是特别集合在一条称为银河的带上。远在公元1750年，有些天文学家就提出，如果大部分可见的恒星处在一个伶仃的碟状的布局中，则银河的表面能够获得解释。这个布局便是明天我们称为螺旋星系的一个例子。以后不过几十年，天文学家威廉・赫歇尔爵士通过对大量恒星的位置和间隔停止详确的编目分类，就证明了这个看法。即便如此，这个思惟在本世纪初才完整被人们接管。

究竟上，我们晓得这辐射必须穿过我们可察看到的宇宙的大部分才行进至此，并且因为它在分歧方向上都一样，如果只在大标准下，这宇宙也必须是各向同性的。现在我们晓得，不管我们朝甚么方向看，这噪声的窜改老是非常藐小：如许，彭齐亚斯和威尔逊偶然中非常切确地证明了弗里德曼的第一个假定。但是，因为宇宙并非在每一个方向上，而是在大标准的均匀上完整不异，以是微波也不成能在每一个方向上完整不异。在分歧的方向之间必须有一些小窜改。1992年宇宙背景探险者，或称为COBE，初次把它们检测到，其幅度约莫为十万分之一。固然这些窜改很小，但是正如我们将在第八章解释的，它们非常首要。

在20年代，当天文学家开端察看其他星系中的恒星光谱时，他们发明了某些最奇特的征象：它们和我们的银河系一样具有接收的特性线族，只是统统这些线族都向光谱的红端挪动了一样的相对量。为了了解其含义，我们必须起首了解多普勒效应。正如我们已经看到的，可见光由电磁场的起伏或颠簸构成。光的波长（或者相邻波峰之间的间隔）极其藐小，约为0.0000004至0.0000008米。光的分歧波长恰是人眼当作分歧色彩的东西，最长的波长呈现在光谱的红端，而最短的波长在光谱的蓝端。现在想像在分开我们牢固的间隔处有一个光源――比方一颗恒星――以牢固的波长收回光波。明显，我们领遭到的波长和发射时的波长一样（星系的引力场没有强到足以对它产生较着的效应）。现在假定这恒星光源开端向我们活动。当光源收回第二个波峰时，它分开我们较近一些，如许两个波峰之间的间隔比恒星静止时较小。这意味着，我们领遭到的波的波长比恒星静止时较短。呼应地，如果光源分开我们活动，我们领受的波的波长将较长。这意味着，当恒星分开我们而去时，它们的光谱向红端挪动（红移），而当恒星趋近我们而来时，光谱则被蓝移。这个称作多普勒效应的频次和速率的干系是我们平常熟谙的。比方听一辆小汽车在路上驶过：当它趋近时，它的发动机的调子变高（对应于声波的短波长和高频次）；当它颠末我们身边而分开时，它的调子变低。光波或射电波的行动与之近似。