紅頭多普勒?“你咋不問藍移到底有多藍?”小吼看着氣的怒發沖冠的老教授——他的漁夫帽都掉下來了,小聲嘀咕,“那我還想問問宇宙為什麼這麼黑呢……”,我來為大家科普一下關于紅頭多普勒?下面希望有你要的答案,我們一起來看看吧!
“你咋不問藍移到底有多藍?”
小吼看着氣的怒發沖冠的老教授——他的漁夫帽都掉下來了,小聲嘀咕,“那我還想問問宇宙為什麼這麼黑呢……”
這不怪我啊!!誰讓剛剛上課路上掉了個普勒砸出來一個河神,河神給自己科普了多普勒和開普勒之後長揚而去。等自己緊趕慢趕跑進教室,正好趕上老師提問。
這個問題就是,多普勒紅移是什麼。
還好還好,上天有好生之德,老教授聽見了小吼的嘀咕,目光裡突然多了幾分孺子可教,他讓小吼下節課給大家講講多普勒紅移和宇宙為什麼這麼黑——簡稱大概就是宇宙的紅與黑吧。
在圖書館泡了一整天的小吼也終于對這個問題有了一點自己的看法。
物理學家多普勒,我們可愛的小多曾發現了物理學基石之一的——“多普勒效應”,即波的頻率與波長,和觀測者與運動物體間的相對運動方式有關。
具體來說,如果一個人和一輛汽車相向而行,那麼汽車的聲音将變得越來越刺耳。
而一個人與一輛汽車向相反的方向行進,那麼汽車的聲音将變得悠揚舒緩。
這個現象對我們來說簡直是常識——那當然了,要是這點常識都沒有,早就不知道哪個醫院躺着去了。
但,你有想過這到底是為什麼嗎。
(小吼媽:哪來的為什麼?還不如去做點家務。)
而這個我們認為常識的不能再常識的現象用物理學術語來講便是:運動物體發出的波的頻率和觀測者的位置有關。如果觀測者和波源相對運動,那麼波長會變短,頻率變大;如果觀測者和波源相互遠離,那麼波長變長,頻率變小。
有沒有覺得突然高大上了起來。
小吼也是這麼認為的,她甚至想用這種解釋試圖去撩一下物理系的小哥哥。
以電磁波中的可見光為例,因為紅光的波長較長,藍光波長較短;所以由多普勒效應造成光線波長變長、光線的顔色往紅光一端靠近的現象叫做多普勒紅移;造成波長變短、光線顔色往藍光一端移動的現象叫做多普勒藍移。
你看,還是有多普勒藍移的嘛,問問藍移有多藍也不奇怪嗎不是。看到這裡,小吼不禁産生了這樣的想法。
可她看了看牆上的表,又趕緊繼續翻書,唉,deadline是第一生産力啊。
20世紀20年代,我們耳熟能詳的美國天文學家哈勃發現,除了少數幾個臨近的星系,幾乎所有的星系發出的光都向紅端移動,且離我們越遠的星系,紅移的程度越大。
大家還記得前面說的多普勒紅移嗎?由多普勒效應造成光線波長變長、光線的顔色往紅光一端靠近的現象叫做多普勒紅移。這說明這些星系都在遠離我們,而且離我們越遠,遠離的速度越大。這個現象叫“哈勃–勒梅特定律”。
也正是“哈勃–勒梅特定律”揭示出了“宇宙正在膨脹”。而在哈勃發現星光紅移的100年前,德國天文學家奧伯斯,提出的著名的“奧伯斯佯謬”,其實驗依據之一,便有根據“多普勒紅移”發現的星光變化。
而奧伯斯佯謬,則直指“宇宙為什麼這麼黑”的曆史性難題。
參考資料:exploratorium.edu/origi
作者:
@綾音Ayane(知乎), @ag獺 (知乎),@Angelo的常識 (公衆号)
預告:下期更新,《宇宙為什麼這麼黑?》
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