科学家|黑夜似乎再正常不过,但背后,或许藏着你从未想过的绝望事实( 二 )


1929年 , 哈勃通过对星系距离的测定以及前人留下来的观测结果对比后发现:距离我们越远的星系远离我们的速度就越快 。
举一个简单的例子 , 当我们走在路上的时候 , 我们身边每个人的移动速度都是类似的 。 然而在千里之外 , 每个人却都在加速移动 。
除此以外 , 其实一些物理现象的表象 , 也符合红移现象的理论 。 当一列火车从远处驶来的时候 , 我们听到的声音会由弱到强 , 这不仅仅是距离的减小 , 同时也是波长变得越来越短 。
如果更加准确地描述这种声音的变化 , 那就应该是越来越“刺耳” 。 在现代天文学中 , 红移现象主要分为三种 , 分别是多普勒红移、引力红移以及整个宇宙的红移 。
对于这三种不同的红移 , 我们也可以简单地将它们看作是宇宙的三个层次变化 。 首先是最底层的多普勒红移 , 也就是波源移动红移 , 具体释义为:
波在波源移动向观察者的时候 , 接受频率逐渐变高;在远离观察者的时候 , 接受频率逐渐变低 。 我们在日常生活中无法看到远处的光源 , 也完全可以用这种定律来表示 。
其次就是爱因斯坦相对论中提到的引力红移 , 这一点和爱因斯坦提出的“时空概念”有一定的联系 。 爱因斯坦提出光速是宇宙中最快的速度 , 同时也是恒定不变的 。
可由于天体引力的存在 , 所以光波的频率自然就会降低 。 从这一点上来看 , 可以将爱因斯坦提出的引力红移视作多普勒红移的延申 。
最后就是宇宙学红移 , 早在1912年 , 美国天文学家维斯托·斯弗莱就已经发现了红移现象 。 只不过对于这种现象 , 这位天文学者并不知道用什么样的方式来解释它的存在 。 也正因如此 , 才有了后来哈勃通过哈勃定律证明的宇宙膨胀 。
红移与奥伯斯佯谬很多人不太能理解 , 红移现象究竟和奥伯斯佯谬又有什么关系呢?这可以从两个方面来进行解释 。 首先是光在传递的时候 , 光子不会损失 , 但波长频率的变化会让人类无法接受到光芒的存在 。
在宇宙之中 , 星系之间的间隔距离都以光年为计量单位 。 在这样长的距离跨度上 , 我们能够感知到的光芒自然会十分的微弱 。
与此同时 , 太阳的存在还会将其他天体的光线“吞噬” , 所以我们能够在日常生活中接受到最多的光源信息也只能是太阳 。
其次 , 由于哈勃定律证明了宇宙一直都是在膨胀之中 , 且距离我们越远的星系移动速度越快并逐渐超越光速的时候 , 我们就再也无法接收到它们的光芒 。
这一点很容易理解 , 当两个人在同一赛道上奔跑 , 其中一个人本就落后于对方的情况下 , 移动速度还没有对方快 , 自然就没有追上对方的可能 。
只不过和宇宙星系运动的区别就是 , 人类赛跑是自己在作用 , 而宇宙深处的天体星系变化 , 则是由于空间在作用 。
当空间膨胀的速度越来越快 , “固定”在某一点上的天体或者星系 , 与其他之间的星系距离自然也就会越来越快 , 而我们最直观的观测感受就是星系的移动速度越来越快 。
【科学家|黑夜似乎再正常不过,但背后,或许藏着你从未想过的绝望事实】也正因如此 , 当黑夜来临之时 , 我们才会感觉到夜空漆黑一片 , 而漫天繁星 , 也不过是相对有限的天体数量 。
可怕的未来可即便是这样 , 和我们人类又有什么关系呢?毕竟宇宙深处的天体或者星系移动 , 从来没有影响到我们现如今的生活 。
可事实上 , 如果这样的事情持续不断地存在下去 , 我们人类将会被宇宙彻底地“孤立” 。 这种孤立状态并不是说我们被宇宙剔除出去 。
而是当我们人类在遥远的未来与其他星系间的距离越来越远的时候 , 我们能够观测到的空间也就越来越有限 。 举一个简单的例子:
当我们穿着救生衣被困在大海之中时 , 如果无力抓住身边的物体 , 那么最终目光所及之处 , 只会是一片茫茫大海 。
除此以外 , 德国物理学家和数学家埃马努埃尔·克劳修斯还在1854年的随笔《关于热的力学理论和第二基础定理的一个修正形式》中提到了一种全新的物理量 。
到了1865年 , 这种全新的物理量被正式命名为“熵” 。 可惜和以往所有科学发现都不相同 , 此次发现竟被所有科学家都认为是整个宇宙最绝望的发现 。
在物理定义中 , 熵增是一个自发的从有序到无序的变化 , 每一个孤立的系统中 , 都会随着时间的推移出现熵的变化和增加 , 这个过程是绝对不可逆的 。