宇宙最可怕事实,宇宙会被无边黑暗吞没,科学家不敢深度讨论
如果我们站在铁路边,列车驶近我们的时候,声音会变得尖锐;从我们身边驶过远离时,声音会变得低沉。
这就是所谓的多普勒效应:当观察者和波源之间有相对运动的时候,观察者接收到波的频率、波长,和波源发出的频率、波长不一样。
当波源和观测者之间相互靠拢的时候,波的频率提高,彼此远离的时候,波长拉长,频率减缓。
不仅声波会发生这种现象,光也会发生这种现象。
光源朝人运动的时候,波长会变短,向蓝光方向移动;光源远离观察者的时候,波长会变长,向红光方向移动。
这被称为光的红移和蓝移。
1929年,美国天文学家哈勃观察遥远星系的时候,发现星系发出来的光都在红移,说明它们在远离地球。而且离地球越远,光的红移越厉害,因为飞离地球的速度也越快。
这是人类第1次观察到宇宙在膨胀。
根据现代天文学的测量,宇宙膨胀的速度只和彼此之间的距离有关。
这个膨胀速度为每100万秒差距每秒膨胀70公里(这只是一个大概的数字,不同的测量之间得到的结果不同),这就是所谓的哈勃常数。
这就是科学家面对的,但是又不敢深度讨论的问题:宇宙的高速膨胀在过去、现在和将来到底意味着什么?
100万秒差距是一个距离单位,相当于326万光年。
在如此大的距离上,每秒钟膨胀70公里,感觉是一个非常微小的量。
但是,不要忘记这个膨胀是一种指数膨胀,也就是说膨胀出来的这70公里还会继续膨胀,相当于借贷计算复利的方式。
大家都知道高利贷就是利滚利,只要时间长,这个数值会扩大到不得了。
宇宙就是在以这种方式扩张。
70公里就是7万米,除以326万光年等于0.021米。也就是说每一光年的尺度,宇宙空间每秒钟膨胀2.1公分。
地球诞生于大约40亿年前,那么在这40亿年的时间里,一光年的尺度会膨胀多少呢?
这个距离是:2.1公分×40亿年×365×24小时×3600秒=2.65×10^15米=0.28光年。
由此可见,只要时间足够的长,宇宙的膨胀会带来极其可观的后果,而且这个0.28光年膨胀,还不是按照指数增长计算的。
所以这是最保守的尺度。
我们现在要问4个问题,如果考虑到宇宙空间的膨胀:
40亿年前地球到太阳的距离是多少?太阳到银河系中心的距离是多少?银河系的直径又是多少?40亿年前,地球和太阳的大小又是多少?
这4个问题没有正式答案,所以这里只能试着给出答案。
如果按照每40亿年28%的膨胀率,四十亿年前,地球到太阳的距离大概只有1亿公里。
太阳到银河系中心的距离目前是2.5万光年,在40亿年前应该只有1.8亿光年。
40亿年前,银河系的直径应该只有现在的72%。
银河系的直径目前还有争议,原来认为是10万光年,现在认为10万光年肯定不止,要到20万光年左右。如果按照传统观点,银河系直径是10万光年的话,那么40亿年前银河系的大小只有7.2万光年。
现在讨论最关键的问题,40亿年前,地球和太阳是否被压缩到现在72%直径。
宇宙空间的膨胀是连续的,所以对引力效应影响最显著,因为引力本身就是空间弯曲形成的效应。
但是组成万物的是原子,原子核外面有电子围绕运行,与原子核之间的距离是由能级决定的。
量子力学的能级是不连续的,所以电子和原子核之间的距离是固定的,不会随着空间的膨胀而膨胀。
所以,在40亿年前,地球和太阳的大小是不变的。
这也许就是量子力学存在的意义,防止因为宇宙的高速膨胀而把万物给撕裂。
我们知道围绕着恒星有一个宜居带的概念,宜居带范围内允许液态水存在。
在太阳主序星的演化阶段中,随着时间的延长,太阳的光度会越来越亮。
同时我们又要考虑到太阳系可能因为宇宙的膨胀而膨胀,很可能地球自始至终都维持在太阳系的宜居带的正中央。
而以前认为最开始的时候是金星在宜居带的正中央,随着时间的推移,太阳越来越热,地球才进入了宜居带的正中央。
宇宙的高速膨胀可能不会撕碎原子,但是最终会撕碎整个宇宙。
可能过几百亿年以后,银河系会成为一个宇宙中的孤岛。
银河系中还有少量重孙子辈的新诞生恒星发着稀疏的光,以及燃烧时间极长的红矮星在默默的发着暗淡光以外,天空将一片黑暗。
那时,整个宇宙被无边的黑暗吞没。