宇宙距离测量恒星的距离是怎样测量的

宇宙空间怎样形成的 宇宙之间的距离怎么测量
宇宙空间怎样形成的 宇宙之间的距离怎么测量
宇宙空间的形成
宇宙是膨胀在三维空间的现象,若 把它想象成二维空间的现象,则像 是吹胀的汽球的表面上的几个点; 当汽球吹胀时,其表面积增加,而上 面的每个点的距离也同样会拉开。 再经过千百万年之久,这些氦和氢 逐渐形成了星系、恒星以及我们今 天所知道的宇宙。
目前关于宇宙空间的学说很多,有的学者认为宇宙是无边无际的,有的则认为宇宙有尽头,只是现在还没有发现。至于宇宙的形成,很多学者认为宇宙的形成是恒星大爆炸。这里对于其他学者对宇宙空间及形成的看法我不做较多说明。我想就我知道的做一下阐述,希望以此揭开宇宙空间及形成之谜。
首先,我先表述一下宇宙空间。我本人认为宇宙是无边无际的。这里所说的宇宙是大概念。那么还有小概念的宇宙。小概念的宇宙和大概念的宇宙的区别在于,大概念的宇宙包含着小概念的宇宙。姑且将大概念宇宙称之为宇宙,将小概念宇宙称为空间。这里就要引入一个崭新的概念,叠层空间学。什么是叠层空间学呢。简而言之,宇宙是由一个又一个的空间构成的,这一个又一个的空间是叠加的,更替的,并且是不断扩展的。一个又一个在大爆炸中形成的空间,呈现相互更替并不断向外扩展的状态。我们会在之后的宇宙形成学说中加以详细的阐述这个概念。宇宙就这样由无数个叠层空间构成。对于叠层空间,由最外层开始,可以以wsh1号命名。最内层的是最新的,也是最具有生命力的空间。最外层的是最老的,形成及扩展度最好和最高的空间。
直到现在,很多西方人还认为地球和天空是在6000年前是经超自然的创造形成的(至今很多人仍然坚信这一结
论,尽管这样做了以后他们的智力看起来就和那些相信地球是平面的人一样)。无论如何,现在大多数科学家都接
受这样一个事实,即太阳系是在46亿年前由尘埃云和气体云经过一个自然过程后形成的,而且也许在150 亿年以前
宇宙形成后这些云就已经存在了。
在宇宙的开端,在时空诞生后的最初30万年里,宇宙是不透明的。随着质子和电子互相结合成原子,辐射就可
以自由的通过了,于是就形成了一个可观测的宇宙。
但是如果我们回到大爆炸的时候并假设宇宙的所有物质和能量都集中在一个相当稠密的小球中,这个小球非常
热,它发生爆炸形成了宇宙,那么这个小球是从哪来的呢?它是怎么形成的呢?我们一定要假设在这一阶段里有超
自然创造吗?
不一定,科学家们在1920年推出了一门叫量子力学的学科,它太复杂了以至于我们无法在这里解释它。这是一
个非常成功的理论,它恰当地解释了其他理论无法解释的现象,而且还可以预测新现象,所预测的新现象和实际上
发生的完全相同。
1980年,一个美国物理学家阿兰。古司开始用量子力学研究了有关大爆炸起源的问题。我们可以假想在大爆炸
发生以前,宇宙是一个巨大的发光的海,里面什么都不存在。很明显这种描述是不准确的,这些不存在包含着能量,
所以它不是真空,因为按定义真空里应该什么都没有。前宇宙含有能量,但它的所有组成部分和真空的成分相似,
所以它被叫做假真空。
在这个假真空里,一个微小的质点存在于有能量的地方,它是通过无规律变化的无目的的力量形成的。事实上,
我们可以把这个发光的假真空想象成一个泡沫状的泡泡团,它可以在这儿或在那儿产生一小片存在物,就像海浪产
生的泡沫一样。这些存在物中有的很快就消失了,回归到假真空;而有的正相反变得很大或者经过大爆炸形成像宇
宙那样的物体。我们就住在这样一个成功存在下来的泡泡里。
但是这个模型有很多问题,科学家们一直在弥补和解决它们。如果他们解决了这个问题,我们会不会有一个更
好的观点来解释宇宙从何而来呢?
当然,如果古司理论的一部分是正确的,我们可以简单地往回走一步问假真空的能量最初是从哪来的。这个我
们说不出来,但这并不能帮助我们证实超自然物质的存在,因为我们还可以再往回走一步问超自然物质是从哪来。
这个问题的答案令人震惊,即“它不来自任何地方,它总是这样存在的”。这是很难想象的,也许我们得说假
真空中的能量也是从来都这样存在的。
其实最早本没有宇宙,只是一个漆黑的完全没有任何物质构成的空间,我称其为——外空间。外空间没有开始,没有结束,是一个完全不具有任何物质的黑暗世界。它算是真正意义上的无边无界的空间。过了很久,外空间内因某种的原因,产生出了一种物质,这些物质我称其为——亚空间基础物质。当亚空间基础物质渐渐的聚集在一起,不断分裂产生新的物质后,慢慢的,物质之间相互摩擦,使这团“火球”的能量越来越高,最终一次剧烈的爆炸产生出的能量将这些物质扩散开来,一部分爆炸产生的一种物质在与同种物质之间的引力相互吸引,又渐渐紧密的聚集起来形成了宇宙的雏形。而这种物质,我称其为——空间基础物质。
& & 亚空间基础物质和空间基础物质可以因一些强力的爆炸,如恒星衰竭这样的爆炸而使其被湮灭。因为像恒星爆炸这样剧烈的爆炸会产生与之对应的反物质——反亚空间基础物质或反空间基础物质。这些物质可以是黑洞形成乃至宇宙毁灭的罪魁祸首。
& & 在大爆炸后,其余的一些亚空间基础物质或空间基础物质重新聚集在一起,像之前那次大爆炸一样,形成了另一个宇宙的雏形,依此类推。
& & 宇宙刚刚形成,大爆炸产生了新的物质,也就是现在我们所知的物质。如:中子、原子、质子、粒子等。接着,这些稀薄的物质渐渐聚集在一起,形成星云,又随着时间的推移,形成原恒星,慢慢的形成恒星。
& & 一颗颗恒星不断形成,这些恒星最终因为互相之间的引力聚集起来,随后越积越多,逐渐形成了星系。这时的宇宙已经很接近现在的宇宙了。
& & 恒星因核裂变等原因不断地通过直接或间接模式产生出亚空间基础物质和空间基础物质。亚空间基础物质通过或大或小规模的爆炸,形成空间基础物质。又由于宇宙空间基础物质的形成,宇宙又慢慢地开始膨胀。位于宇宙边缘的空间基础物质在和其它同种物质的引力作用下没有与之分离,才使的宇宙没有因此而毁灭。
& & 宇宙有它的开始,那必定有它的结束。它的结束有以下几种方式:1.因为黑洞将亚空间基础物质和空间基础物质吞噬,宇宙将面临大收缩,最终被毁灭。2.再一次强烈的大爆炸,产生大于亚空间基础物质和空间基础物质的反物质——反亚空间基础物质和反空间基础物质,最终宇宙毁灭。3.宇宙膨胀的过程中,与其它宇宙相结合,形成一个新的宇宙,不过这倒不是毁灭这么一个结局。
宇宙间的距离
宇宙间的距离以光年来计算。科学家在研究无边无际的宇宙过程中,发 明了许多航天器,经历了一系列时间与距离的跨越过程。例如,即便 是快如光速的星际太空船也要飞4年多,才能抵达最近的恒星。
宇宙之间距离的测量方法:
测定天体由近及远主要有以下几种方法,它们使用的距离越来越远,但是精确度也越来越差。
1.雷达波法:直接向天体发射雷达波,通过雷达被反射的时间确定距离。适用于太阳系内天体。
2.三角视差法:通过地球绕太阳的公转引起的观测天体位置的变化来确定天体的距离。适用于1000光年以内天体。
3.造父变星法:通过造父变星的亮度与光度变化周期之间的关系来确定天体的距离。适用于几百万光年以内(能分辨出一个星系内的造父变星)
4.光谱光度法:利用主序星的亮度和光谱类型的关系确定距离,适用于几千万光年以内(能辨编出蓝巨星——最明亮的主序星)
5.I型超新星法:I型超新星的亮度是一个定值,通过测定它来测定天体的距离(适用于所有能有I型超新星的星系,不过比较少)
6.哈勃定律法:通过天体退行速度和距离之间的关系来确定天体的距离(所有星系)。
上面几种方法能够测定的距离越来越远,但是精确度越来越低。第一种方法可以精确到厘米级别(测定月球);但是最后一种方法有的是有误差比数值还大,是实在没办法才用的方法。要是要根据所要测定天体的距离来选择合适的方法。
比如楼主题目中所说的几百万光年,用造父变星法最为合适。分辨出某个星系中的一颗造父变星,就可以大致的确定距离了。
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馆藏&77416
TA的最新馆藏知道学院的题目. 就问一下:人类是怎么测量宇宙中星与星之间几光年远的距离?
我没有说谎丶槒
方法有很多,举一个简单的方法比如在某时,找到一颗恒星在天空中的位置,测出其方位角,然后过半年后,再测量其方位角,利用角度的变化和地球走了半年后经过的公转轨道直径的长度,就可以测量了
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扫描下载二维码在宇宙中如何测定恒星的亮度如题,我们在地球上看到不同亮度的恒星是因为离地球距离远近不同.那么在宇宙空间中如何测定恒星的亮度呢?
1.目测,按人眼可视将恒星划分为六等,这叫视星等.2.通过恒星的质量、光谱来决定总光度和亮度,再将这颗恒星放在10秒差距(合32.6光年)处,换算出其亮度,这叫绝对星等.如太阳的视星等为-26.73,绝对星等为4.83.绝对星等的计算公式如下:
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恒星的光度是它在单位时间内放出的光能,即辐射功率,该物理量无法直接测定。你说的亮度,即它在我们所在位置上的光通量可以用相关仪器(积分球)测定。测定光度公式:L=4πd²B.其中B代表亮度(光通量),L为光度,d为与光源的距离
看其质量,光谱。具体怎么算不会,类比测量类星体的亮度吧
扫描下载二维码寻找测量宇宙大小的“尺子”(图)
?正在轨道上工作的斯皮策望远镜艺术示意图■将新闻进行到底 据新华社报道,美国航天局3日宣布,依据该局斯皮策太空望远镜观测结果,美国天文学家发布了号称迄今最精确的哈勃常数。卡内基科学学会天文台天文学家温迪·弗里德曼等人在美国期刊《天体物理学杂志》上报告说,他们根据观测结果推算,哈勃常数为74.3加减2.1公里/(秒·百万秒差距),即一个星系与地球的距离每增加百万秒差距,其远离地球的速度每秒就增加74.3加减2.1公里。这一数据将宇宙膨胀率的不确定性降低到3%,从宇宙测量角度而言,算得上精度的巨大飞跃。据天文学家们介绍,这是有关宇宙膨胀速度迄今最为精确的测量值。这个发现堪称是一项了不起的飞跃,因为这对于确定宇宙的年龄和大小十分关键。事实上,早在上世纪90年代末,天文学家们惊骇地发现我们所处的宇宙事实上正处于加速膨胀之中。宇宙膨胀的速度到底是多少?它该如何保持平衡?测量宇宙大小的“尺子”究竟在哪里?这些问题成为了天文学家们关注的“巨大的谜团”。—————— 为什么要确定宇宙膨胀速度 ——————对理解宇宙的年龄和大小很重要百万秒差距是度量天体距离的单位,约为326万光年,主要用于太阳系以外。哈勃常数代表的是银河系以外星系退行速度与距离的比值,也就是宇宙膨胀率。哈勃常数以美国天文学家埃德温·哈勃命名,后者曾于上世纪20年代证实,宇宙自137亿年前诞生以来一直在膨胀。上世纪90年代,天文学家发现宇宙膨胀在加速。确定宇宙膨胀速率对理解宇宙的年龄和大小至关重要,近年来有关哈勃常数的推算误差率在逐渐减小。根据目前主流的科学认识,科学家们认为宇宙是在大约137亿年前的一次大爆炸中诞生的,而既然是一次剧烈的膨胀过程,那么测算出其膨胀的速度将是至关重要的,这一数值就被称为“哈勃常数”,一般在物理学中都会用大写的H来表示,这一数值对于确定宇宙的年龄和大小将是极端关键的。对于我们普通人来说,遥望星空,或是对着天文望远镜拍摄出来的绚烂照片发呆,是件再普通不过的事情。但当我们望着这些遥远的星系,可能没有意识到自己正在遥望遥远的过去。用浪漫一点的词儿来说,我们所看到的这些星系都是它们当年的样子,也就是我们看到了130亿年前的它们,那几乎是时间的尽头。如果你用距离空间的描述来讲,那些星系离开我们的距离是300亿光年。事实上,宇宙处于不断的膨胀之中,但与此同时科学家们对于宇宙尺度的测量精度也在不断提高。上文中提到的该项研究的第一作者,弗里德曼表示:“仅仅在10年之前,要想在同一句子中使用‘精确’和‘宇宙学’两个单词都是不可想象的,那时候我们对宇宙的尺寸和年龄的认知都非常模糊,误差在两个数量级以上。”不过她说:“但是我们现在所谈论的已经是几个百分比的精确性了,这真是令人难以置信。”—————— 如何获取测量宇宙大小的“尺子” ——————挑选造父变星 在红外波段进行观察据英国《每日邮报》报道,斯皮策空间望远镜工作在波长较长的红外波段,而不是可见光波段。其最新的测量数据将此前由进行的一项类似观测的精确度提升了3个数量级,将该数值的不确定性范围降低至3%以内,这是对于宇宙学测量领域的一次重大飞越。天文学家们表示,本次最新精确化的这一数值是74.3±2.1 (km/s)/Mpc,其中1百万秒差距约相当于300万光年。此前,哈勃空间望远镜是在可见光波段进行观测。由于斯皮策空间望远镜所观测的波段是在红外波段,因此可以将哈勃的结果向前推进一步。相比哈勃,斯皮策望远镜的视野可以穿透尘埃和气体云,更好地对一类被称作“造父变星”的恒星进行观测。事实上,这类变星是一种脉动变星,由于它们的亮度和光变周期之间具有明显的特点,它们常常被天文学家们用作量天尺:只要找到距离已知的这类变星,然后观察它们离开我们的速度,我们便可以测量出宇宙的膨胀速度。造父变星之所以可以当做量天尺来使用,是因为它们到地球之间的距离是可以直接测量的。这一类被称作造父变星的恒星,其亮度和光变周期之间存在严格的相关。这种性质的重要性可以用这样一个场景来形容:一个人正逐渐离你远去,他的手上拿着一根蜡烛。随着这个人渐行渐远,他手上的蜡烛烛光也会随之变暗。只要我们直接测量烛光的亮度,就可以得到蜡烛到我们所在地的距离远近。对于宇宙中的造父变星情况也是一样的,它们被誉为宇宙中的“标准烛光”。只要测量它们在天空中的亮度,天文学家们就能测算出它们的距离。斯皮策望远镜在银河系中挑选出10颗,并在邻近的大麦哲伦星系中挑选出80颗造父变星进行观测。通过这些观测,研究小组得以以更高的精度测量出它们的亮度,并以此计算出它们的实际距离,借此改进先前对这一课题研究所作出的测量值。有了这些数据,天文学家们便可以更进一步,沿着宇宙度量尺的阶梯往上迈出一步,去估算整个宇宙的膨胀速度。—————— 是什么让宇宙加速膨胀 ——————暗能量起到主导作用自上世纪末,宇宙持续加速膨胀之谜就一直困扰着科学界。到底是什么给了宇宙一种相反之力,使其能够消减将银河系凝聚在一起的引力呢?据英国广播公司BBC报道,一个国际研究团队对宇宙历史关键变革时期进行了新的阐释,通过测量1万多个星系的精确距离,探测到60亿年前暗能量是影响宇宙加速膨胀的主要驱动力。而且,相关研究发现与爱因斯坦的广义相对论和宇宙常数理论完全一致。宇宙中充满了物质和暗物质——它们都具有质量,因此也都具有引力。在这些引力的作用下宇宙即便处于膨胀之中,也应该会逐渐减速或者至少保持平衡但是绝不应该会加速膨胀。人们将这种神秘而强大力量称为“暗能量”。在天体物理学中,暗能量是一种充斥宇宙空间并增加宇宙膨胀速度的难以觉察的能量形式。暗能量假说在当今对宇宙加速膨胀观察结果多种解释中最为人们所接受。在宇宙的标准模型中,暗能量占有宇宙总质能的73%。在今年召开的英国国家天文学会议上,承担国际重子振荡光谱巡天(BOSS)普查部分研究的成员之一、朴茨茅斯大学教授威尔·珀西瓦尔说:“我们所做的是要测量25万多个星系的三维位置,这是有史以来对宇宙最大范围的普查,以分析、尝试了解宇宙如何膨胀及为什么会加速的。”现在已测量1万多个星系的精确距离,探测到60亿年前暗物质在推动宇宙加速膨胀中起到了主导地位,相形之下引力退居次位。该研究主要采用两种技术了解宇宙的加速膨胀。一种被称为重子声学振荡,通过测量振荡波在宇宙大尺度结构上形成的高密区,来发现暗能量在其中所起的作用。大尺度结构上的宇宙如同一张纤细而留有空隙的网,星系团则是最密集的突起结构,由于其具有循环规律性,因此科学家可以通过精确测量星系对之间的角度推出其距离。而由于光速恒定,了解到观测对象的距离也就知道其年龄。另一项技术涉及到“红移空间扭曲”。红移是指物体电磁辐射由于某种原因波长增加的现象,在可见光波段,表现为光谱的谱线朝红端移动了一段距离。目前天文领域多将此现象用于天体移动及规律的预测。宇宙加速膨胀可由被观测天体的红移值来衡量,当地球所接收到的遥远天体光谱向红光方向移动时,就说明它在远离我们。由于红移与距离成正比,便给科学家提供了一个测量宇宙的标准。(记者 姜晨怡 综合整理)■延伸阅读婴儿期的宇宙什么样英国每日邮报报道,近日研究学者发现了一种新方法,能够检测到更早期的宇宙。我们认为宇宙年龄约为140亿年——以色列特拉维夫大学的天体物理学家们称他们发现了一种新方法,能够了解宇宙存在前1.8亿年前的情景。目前的天文望远镜只能观测到年龄在7亿年的星系,其他的只能利用哈勃太空望远镜窥探,即便如此,哈勃望远镜也只能观测到因巨大事件诸如恒星爆炸产生的异常巨大星系。特拉维夫大学的研究小组带领的国际科学家小组已经研发出一种方法,可以探测到宇宙处于婴儿期时形成的恒星星系。这项研究发表在科学期刊《自然》上。研究小组利用射电望远镜找寻氢原子发射出的无线电波,而在宇宙早期氢原子非常普遍。据参与研究的巴卡纳(Barkana)教授称,科研小组测量到的无线电波大约8英寸(21厘米)长,这些原子反射恒星的辐射,使得它们可以被射电望远镜探测到。这些无线电波在天空中呈现出一种特殊的样式,这是早期星系的清晰信号,它大约是现在星系大小的百万分之一。宇宙早期中的暗物质和气体运动产生的差异将会影响恒星的形成,这种差异还会产生一种特定的振荡模式,使得科学家能够将它们从明亮的当今宇宙产生的无线电波中区分出来。早期宇宙产生的无线电波的密度取决于气体的温度,这使得科学家能够拼凑出一片天空的星系地图。如果气体非常炙热,这意味着该地区存在很多恒星;如果温度相对冷却,则表明存在恒星数量较少。巴卡纳教授表示,探索早期宇宙神秘起源的初步工作将让射电天文学家们首次重建早期宇宙的情景,尤其是恒星和星系的分布情况。这类天文学研究领域现在被称为“21厘米宇宙学”,正作为一门新科学逐渐发展起来。目前五个不同的国际合作小组正在建造射电望远镜探测这种辐射,目前他们的关注于大爆炸后5亿年的时段。这种设备还能用于检测早期纪元释放的信号。(严炎 刘星) 《科技日报》( 七版)
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