星系以光速运动

只需要时间,这样就不会同时发生所有事情。
-爱因斯坦


我们知道我们不断扩展的宇宙中的星系数量(至少1000亿个),但同样有趣的问题是它们可以以多快的速度运动。确实,由于宇宙在膨胀,所以银河系离我们越远,其逃逸速度就越大。



此外,随着膨胀也加速,随着时间的流逝,星系飞得越来越快。因此,逃逸星系的光移到光谱的红色部分也就不足为奇了。



也没有什么奇怪的。如果物体朝您的方向移动并发光,则其波会收缩,并且光线会显得更蓝。如果物体远离您,则波长会增加,并且光线显示为红色。光源移动得越快,波长偏移就越强。



但是请考虑一下-如果一个物体从您那里越来越快地移动,我们会不会在某一时刻看到物体接近光速?



如您所知,当接近光速时,会发生很多事情:这是与相对论有关的两个最违反直觉的现象。





如果您处于静止状态,并且该对象相对于您以相对于光的显着速度移动,则您会注意到两个非常奇怪的效果:其长度沿其移动方向减小,并且时间变慢。而且,当然,您将立即对这个问题感兴趣-在遥远的星系中是否观察到了这些影响!



测量长度的减少是不可能的,因为我们只能测量垂直于视线的方向上的长度,并且膨胀方向平行于视线。时间膨胀呢?有没有?让我们考虑一下基于该理论的预测可以期待的结果。



相对于位于其当地时空的物体,所研究的星系不会以相对论的速度运动。我们与遥远星系之间的空间正在扩大。正是这种扩展增加了光子的波长,使光显得更红。



但是,当发出光时,从每个波峰到峰的时间比这些峰到达您所能观察到的时间短得多。因此,尽管观察到的星系在物理上并未以相对论的速度运动,但您应该看到时间膨胀。那你能做到吗?你会寻找什么?



例如,已知螺旋星系会旋转。您可能会问,是否有可能看到其旋转速度变慢。不幸的是,过去,由于螺旋星系会随着时间发展,所以过去银河的亮度与其旋转速度之间的关系与现在的关系并不相同 您可能决定进行类星体观测,因为它们是非常明亮的物体,可以在远距离清晰看到。但是,它们所处的环境以及可变特征(例如,重力微透镜的来源在遥远的类星体和离我们较近的类星体中都不同。更多一个候选人 - 伽玛射线暴





,可以在很远的距离看到它们。但是我们希望研究一类经过精心研究的对象,这些对象的时间属性没有变化,可以通过强烈的红移来观察。如果我们能够测量它们的时间膨胀,这将是该理论的最终检验!



Ia型超新星!这些对象具有经过精心研究的时间轴,根据这些时间轴,它们变得更亮,逐渐消失并消失。



因此,如果我们发现遥远的超新星具有强烈的红移,则其光曲线应沿时标拉长。现实中发生了什么?有没有这样的超新星?



如果您愿意-信不信由你-但是有很多!第一个超新星出现在1996年,它以接近光速50%的速度离开我们然后又一个又一个,今天我们有很多人,我们肯定在这些遥远的星系中看到时间膨胀!



红线是没有减速的预测,蓝线是有减速的预测。所以这实际上正在发生!

令人惊讶的是,如果在这样一个星系中有一个观察者,并带有一个能够观察我们的非常强大的望远镜,那么对于他来说我们似乎已经很慢了,而他们将以正常的速度运动!



因此,观察非常遥远的物体,您不仅可以看到过去数十亿年的遥远物体,还可以看到它们的慢动作!当您正在考虑这个问题时,请知道距我们数十亿光年的人可以看到您对它的思考的时间更长!

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN399605/


All Articles