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1700926168 第二组测量数据是关于星系NGC 379的,该星系距离2300万光年,这就是为什么它在照片上的影像会比NGC 221小。关键是,钙的吸收线(方框内)向右偏移得更远,这意味着更大的红移——确实,它的退行速度为1400英里/秒(2250千米/秒)。NGC 379要比NGC 221远26倍,速度快27倍。因此,速度的增加大致与距离的增加成正比。
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1700926170 第三组测量是关于双子座星系群的。其距离有135亿光年。钙线(方框内)甚至右移得更远,这表明它有更大的红移,推得的速度为14300英里/秒(23000千米/秒)。它要比NGC 221远大约100倍,速度快约100倍。
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1700926172 天文学家曾经不得不认可宇宙在最低水平上的演化,因为他们亲眼目睹了这一变化,如新星和超新星的出现。但是天文学家一直认为,垂死的恒星是对在其他地方出现的新生的恒星的补偿,从而维护了宇宙的整体稳定和平衡。换句话说,偶尔出现的新星不会改变宇宙的整体性质。然而,这最新数据却暗示了一种宇宙在整体尺度上的不断演化。哈勃的观测和他的膨胀定律意味着宇宙在整体上是动态的和不断演化的,随着距离增加,并且随着时间的推移,宇宙的总体密度呈下降趋势。
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1700926174 很自然,天生的保守性意味着大多数宇宙学家拒绝接受宇宙膨胀和创生于某一时刻的想法,正如当年有人反对星云是遥远的星系,或反对光速有限,或反对地球围绕太阳旋转时一样。
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1700926176 至于对前赶驴的脚夫而言,这种冠冕堂皇的讨论并没有打扰他。当赫马森测得红移后,他的工作已经完成,他们的解释不是他所关心的:“我一直都相当高兴,因为我的这部分工作,你可以说,是基础性的,它永远不会被改变——无论什么样的决定认为它有什么意义。这些线条总是在那里,无论我怎么测量。它们的速度,不论你称它为这个也好,或叫红移也好,或是它们最终被称为什么东西也罢,总是一直保持不变的。”
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1700926178 值得再次强调的是,哈勃也绕开了任何猜测。他可以提供测量结果,但他没有参与宇宙学的辩论。哈勃和赫马森的科学论文中包含了以下声明:“本文作者仅限于描述’视速度-位移’,不冒险涉及对其解释及其宇宙学意义。”
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1700926180 因此,哈勃没有卷入下一场大辩论,而是尽情享受着他不断提高的名声。1937年,他在美国电影学院奖的颁奖典礼上成为弗兰克·卡普拉的座上宾。电影学院院长卡普拉通过向来宾介绍世界上最伟大的天文学家来为奥斯卡颁奖晚会揭幕。好莱坞的名流都成了哈勃的配角,他站起来接受对他的掌声,三柱辉煌的聚光灯齐刷刷地投射到他身上。他一生都在以惊异的眼光盯着星星,而现在,巨星们怀着同样敬畏的心情在盯着他。
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1700926182 观众席上的每个人都在品味哈勃所取得的成就的分量。这里站着的是这样一个人,他的距离测量将我们对宇宙的看法从单一有限的银河系扩大到夹杂着其他星系的无限空间。正是这个人证明了宇宙在膨胀。并且不论哈勃本人是否承认,这都意味着宇宙有一个有限的历史,它曾经是一个有待于爆发和演化的致密的胚胎。埃德温·哈勃在不知不觉中发现了有利于宇宙创生的第一项真正的证据。最终,大爆炸模型已不仅仅是一个理论。
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1700926193 大爆炸简史:一场伟大的比赛,赛场就是宇宙本身 [:1700924354]
1700926194 大爆炸简史:一场伟大的比赛,赛场就是宇宙本身 第4章:宇宙的异端
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1700926196 星系的超级系统散布就像一缕弥散开来的烟雾。有时候我在想是否还存在比这尺度更大的事物了,再大也不过一缕青烟罢了。
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1700926198 ——亚瑟·爱丁顿
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1700926200 大自然展示给我们的只是狮子的尾巴。但我毫不怀疑这只狮子的存在,即使它因为庞大的身躯不可能一次性的完全展露自己。我们观察它的方式只能是像坐在它身上的虱子看它的方式那样。
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1700926202 ——阿尔伯特·爱因斯坦
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1700926204 宇宙学家常常是错的,但他们从来不怀疑自己。
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1700926206 ——列夫·朗道
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1700926208 1894年,阿尔伯特·迈克耳孙——几年前正是他推翻了以太学说——在芝加哥大学做了一次演讲,他声称:“物理科学的最重要的基本定律和事实都已被发现了,这些定律和事实现在确立得是如此牢固,以至于通过新发现的结果予以补充的可能性极小……我们未来的发现只能是在小数点后第六位去寻找。”
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1700926210 对于物理学而言,19世纪下半叶的确是一段辉煌的时期,期间不仅解开了许多重大的奥秘,而且给人感觉到剩下的任务只是提高测量的精度。但这样一种认识被证明是荒谬的。迈克耳孙有幸活到了看到他的大胆断言被证伪。短短数十年间,量子物理学和核物理学的发展就动摇了科学的根基。不仅如此,宇宙学家也将不得不彻底重新评估他们对宇宙的认识。
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1700926212 19世纪后期,人们的认识仍然是:宇宙是永恒的、在很大程度上是不变的。但是,随着时髦女郎的招摇过市和股市的崩盘,20世纪20年代的科学家们也不得不考虑这样一种竞争性模型,它将宇宙描述为这样一幅图景:自一二十亿年前诞生以来宇宙就一直在膨胀。
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1700926214 这种科学认识上的颠覆可以认为是由两种途径触发的。一种源于理论家,他们通过应用新方向上的物理定律给出了令人吃惊的结论。另一种源于实验者或观察者,他们测量了或是看到了某些东西,致使他们质疑以前的假说。发生在20世纪20年代的宇宙学的动荡之所以非比寻常,是因为公认的稳恒态宇宙模型在两个方面同时遭到攻击。如第2章所述,乔治·勒迈特和亚历山大·弗里德曼已经利用广义相对论发展出一个膨胀宇宙的概念,与此同时,埃德温·哈勃独立观测了星系的红移,这也意味着宇宙是膨胀的,这一点在第3章已有述及。
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1700926216 弗里德曼没能活到得知哈勃的观测结果,他去世时没有收到任何人对他的想法的认可。而勒迈特则要幸运得多。他在1927年发表的论文中提出了宇宙的大爆炸模型,他预言,星系逃逸的速度正比于其距离。最初,他的工作没人予以重视,因为没有任何证据来支持它,但两年后,哈勃发表了他对星系的观察结果,表明星系确实在退行,于是勒迈特的工作最终得到认可。
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