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宇宙膨胀是什么?它的历史与宇宙学常数有怎样的关系

宇宙一直都是一个神秘的课题,越是深入了解宇宙奥秘就越是能感觉身为人类的渺小,自从以来人类对宇宙的探索也从未停止,从古代就有观星之术,随着科技的发展,我们对宇宙的认识也越来越深入,天文学的出现也让我们更加了解宇宙。

科学技术在飞速发展,宇宙学也出现了,这门学科主要就是为了让人类更好的了解宇宙秘密,在这其中就有着深奥的宇宙膨胀理论,科学家研究宇宙膨胀就是为了更好的了解宇宙的起源、演化过程以及推断宇宙未来。

宇宙学常数作为描述宇宙膨胀速率的关键词自然是伴随宇宙膨胀一同出现,宇宙学常数是否精准则可以直接影响了我们对宇宙演化的认知,宇宙膨胀与宇宙学常数的研究在宇宙学当中尤为关键。

时间回到20世纪初期,在这个时候,天文学家们通过观测手段发现了一个问题,那就是在遥远的宇宙星系中,光谱线朝着长波的方向开始移动,在发现这一现象之后,天文学家们则开始慢慢记录这一现象,研究其中的规律及原理,而这也是早期的宇宙膨胀理论。

在1929年的时候,美国的天文学家在经过一段时期的观测之后,终于依靠这一现象得出结论,那就是宇宙中的一切星系都在彼此远离,并且随着时间的推移它们之间的距离会越来越远,速度也是越来越快。

这一理论提出来的时候可以说整个天文学界都无比震惊,而这一发现也成为了支撑宇宙膨胀理论的关键依据,在这名天文学家说出这一现象之后,越来越多的科学家投入到研究当中,企图解开宇宙膨胀的奥秘。

于是各大猜想被一一提出,其中一个就是我们听到最多的大爆炸理论,它概述了宇宙的起源,称宇宙最开始的时候是一个高温、高能的状态,然候就如同理论名字一样发生了一起大爆炸,爆炸产生了极大的能量。

宇宙因此不断扩张,星系也因此产生,这一理论的提出不光是解释了宇宙膨胀理论,也解释了宇宙之初的状态,但是除了大爆炸理论之外,还有人提出了不同的猜想,那就是引力理论。

这种说法认为宇宙之所以会产生膨胀,是因为质量与能量之间产生了扭曲时空的关系,而在这期间又形成了一种引力场,物质分布不均匀的时候,这种引力方向则会更加倾向物质集中的方向,所以宇宙就会膨胀。

自从美国天文学家哈勃提出宇宙膨胀之后,不少科学家就开始对这种现象展开了探索,宇宙膨胀的意义十分重大,不仅仅是星系之间产生距离这么简单,科学家认为只要掌握了宇宙膨胀的,就能解开宇宙起源以及未来的秘密。

说道测量宇宙膨胀,那就不得不提一下红移测量法了,这种方法的原理是多普勒效应,即一个光源距离我们越来越远的时候,能够接收到的光的波长也就越来越长,这种现象也被称之为红移。

当宇宙进行膨胀的时候,我们就可以借助红移现象来推测宇宙膨胀的速度,这种方法可以让我们非常直观的看到宇宙在膨胀,也可以收集到很多数据,这些数据有利于我们对宇宙膨胀进行计算和推测。

但是红移测量也并不是完全精准的,有的时候也会出现误差,并且星系的运动本身就并不十分规律,这也就更大程度的造成了误差,所以通过红移进行测算还是需要把握住准确度。

第二种测量宇宙膨胀的方法叫做引力透镜,一个星系在发射出光线的时候,如果光线经过另一个质量巨大的天体,在这个天体的引力作用下,光线就会发生偏折,利用这个偏折现象科学家就可以有效推断出宇宙的膨胀。

科学家们通过计算,可以利用引力透镜的数据来计算出宇宙大尺度结构,进一步推断宇宙是否发生了膨胀现象,但同样想用这种方法计算也需要极高的精准度,并且还要对数据有极高的处理。

但是随着科学技术的不断提升,我们对宇宙膨胀的观测也只可能越来越精准,在科学的不断进步和完善之下,不论是红移还是引力透镜,我们都能更加精准无误的了解宇宙膨胀的速度,在未来我们对宇宙膨胀的测算肯定会更优秀。

宇宙学常数是宇宙学当中非常关键的一个概念,对于宇宙的起源、演化和结构都起着关键组偶用,宇宙常数是用来描述宇宙整体特性的物理量,对于我们研究宇宙有着深远的影响。

第一个提出宇宙学常数的是著名的爱因斯坦,在他的猜想当中,宇宙的各个地方都布满了神秘力量,所以才能够抵制物质和辐射带来的巨大引力,所以宇宙才能保持如今相对静止的状态,而这种神秘力量的名字就是宇宙学常数。

但是宇宙膨胀理论的提出让爱因斯坦放弃了这一思想,因为宇宙并不是静止状态,而是一直发生远离现象的,但是随着科学家对宇宙的不断研究,暗物质的发现让宇宙学常数再一次被提了出来。

目前科学家们计算宇宙学常数大多还是利用了红移以及引力透镜的方式,但是由于红移现象产生的数据实在过多,所以需要非常复杂的推算过程,但好在有足够的数据可以让宇宙学常数变得极其精准。

引力透镜的好处也很大,主要用于测量那些没有办法进行直观观测的星系,因为距离实在太远,所以只能通过数据来进行推算,缺点就是需要极高的精准度,不然很容易就会出现偏差。

宇宙学常数在宇宙学的地位相当高,如果能够不断完善观测手段,将准确度提升一个档次,我们就可以得到更加精准的宇宙学常数,这对于科学家了解宇宙有很大的帮助。

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