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66662月前
九二九年,哈勃使用胡克望远镜分析遥远星系的光谱,发现宇宙中大部分星系都呈现出红移现象。所谓的红移现象和声音的多普勒效应类似,只是光的多普勒效应是通过颜色来表现的。如果天体远离观测者,光波被拉长,颜色会向红色端移动。如果天体靠近,光波被压缩,颜色则会向蓝色端移动。也就是说星系都在离我们远去,由此证实宇宙在膨胀。 然而仙女座星系却有所不同,天文学家观测发现仙女座星系的光谱呈现出蓝移现象,代表它正在靠近我们,这与宇宙整体膨胀的趋势相反。那么其中的原因究竟为何? 其实哈勃不仅发现大部分星系远离我们,他还发现星系的退行速度和距离成正比,这就是著名的哈勃定律。其中v是退行速度,d是星系距离,h是哈勃常数。 在二零一三年,普朗克卫星测出的哈勃常数约为六十七千米每秒每百万秒差距,即每百万秒差距退行速度增加六十七千米每秒。例如一个距我们一百个百万秒差距的星系退行速度约为七千千米每秒。 哈勃定律的线性关系表明膨胀是均匀各向同性的,没有中心,从任何星系看其他星系都在远离。而仙女座星系作为银河系最近的大型邻居,距离我们只有两百五十四万光年左右。因此我们将仙女座星系的距离乘以哈勃常数,就能够得知它和银河系之间的退行速度大约为五十三公里每秒。 但它们之间的引力拉近速度则为一百七十公里每秒,因此宇宙膨胀带来的速度不足以克服引力效应,这才导致仙女座星系出现蓝移现象,正急速靠近银河系。 天文学家根据蓝移现象测出仙女座星系目前以每秒一百二十千米的速度向银河系靠近,预计在约三十八亿年后与银河系发生碰撞。 大约在二十到三十亿年后,仙女座星系和银河系的引力开始相互拉扯,轨道逐渐靠近。约三十八亿年后,两个星系的外围开始重叠,引力扰动使悬臂变形,气体云被压缩,引发大规模恒星形成,亮度骤增。在三十八亿到六十亿年后,银河系和仙女座星系经过多次交错,两者逐渐合并,恒星轨道被重塑。 尽管星系碰撞听起来剧烈,但实际上恒星之间发生碰撞的概率极低。因为银河系和仙女座星系的恒星间距平均为四到五光年,而恒星直径仅数百万公里,恒星只会改变轨道,最终融合形成一个更大的椭圆星系。 当我们抬头仰望夜空,看到闪烁的星星,遥远的星系,你可能会觉得这是当下宇宙的真实写照。但如果我告诉你,你所看到的一切并不是真实的样子,而是过去的景象,你会相信吗?其实从某种意义上而言,宇宙不过是一片幻影,一个由光线编织的时光切片。这种现象你可
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66661周前
詹姆斯韦伯望远镜一开机 科学家集体沉默了 因为它拍到的第一批照片 直接推翻了人类对宇宙的认知 这玩意儿严格来说不是望远镜 是时光机 它能看到134亿年前的宇宙 而宇宙才138亿岁 什么概念 你能亲眼看到宇宙还是个婴儿的模样 但问题来了 按大爆炸理论 宇宙婴儿期应该一片混沌 结果韦伯一看 好家伙 134亿年前居然已经有成熟的星系 而且比银河系还大 这就像你推开幼儿园教室的门 发现里面坐着一群大学教授 要么这些星系穿越了 要么人类算错了宇宙的年龄 更离谱的是 韦伯望远镜距离地球150万公里 是月球距离的四倍 它要是坏了 没有任何宇航员能去修 人类花100亿美元 造了台没有售后的相机 往太空一扔 赌的就是它永远不出故障 但你以为这就是韦伯最疯狂的地方吗 真正让科学家头皮发麻的 是它的工作环境 韦伯望远镜必须在零下223度的 极端低温下工作 为什么 因为它拍的是红外线照片 你想象一下 用体温枪给宇宙测温度 如果相机本身是热的 就像你拿着一个发烧的体温枪去测量 测出来的全是自己的体温 根本看不到远处的星星 所以韦伯必须把自己冻成冰棍 才能捕捉到134亿光年外 那些微弱到几乎不存在的红外光 那怎么做到的呢 科学家给它装了一块 网球场那么大的遮阳板 这块遮阳板有五层 每层薄得跟头发丝差不多 但叠在一起 能让望远镜正面和背面的温差 正面晒着太阳是零上85度 背面镜片那边是零下233度 一台机器 同时经历着酷暑和极寒 而且这种状态要保持十年 但这还不是最变态的 韦伯的主镜直径6.5米 比一层楼还高 没有任何火箭能直接把它送上天 于是工程师想了个绝招 把镜子做成18块六边形的拼图 折叠起来塞进火箭 到了太空再像变形金刚一样展开 展开之后 18块镜片要拼成一面完美的大镜子 精度要求有多高 每块镜片的误差不能超过10纳米 10纳米是什么概念 头发丝的一万分之一 你呼一口气 镜片可能就歪了 更恐怖的是 这个展开过程有344个可能出错的环节 只要任何一个环节出问题 整个任务就报废了 因为没人能飞150万公里去修它 当时NASA的工程师压力大到什么程度 发射当天是2021年的圣诞节 全世界的天文学家都守在屏幕前 有人紧张到呕吐 有人直接哭了 结果呢 韦伯完美展开了 一个都没出错 但你知道吗 这台望远镜差点没能诞生 韦伯项目从1996年开始筹备 最初预算只有5亿美元 计划2007年发射 结果呢 一
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