为何星系都在远离地球,难道地球是宇宙的中心?

20世纪初,星系天文学的出现打破了以往的“银河系孤岛”模型,取而代之的,是一个存在海量星系的宇宙

天文学家埃德温.哈勃,作为星系天文学之父,在发现河外星系后,便开始分析它们的质量和恒星分布,以及它们的光谱数据,最终结果对于当时的科学界来说是“灾难性”的,因为哈勃发现绝大部分星系的光谱都在向红色端移动。

这意味着,星系都在远离银河系,而且宇宙是动态的。

那么为何仅凭光谱红移,哈勃就能判断出星系运动和动态宇宙呢?

这就要提到多普勒效应了,多普勒效应指的是,波源和观察者存在相对运动关系时,观察者所接收到的波频,和波源发出的波频不一致。

举个例子

由于可见光本身也处于电磁波的一种,因此同样具有多普勒效应,而在宇宙中,星系就是光源,哈勃就是观察者。

当星系远离观测者时,观察者接收到的星系电磁波,波长会增加,频率会降低,这一变换反应到光谱上,就是谱线朝红色方向移动,而如果星系靠近观察者,星系电磁波的波长就会减小,频率会升高,反应到光谱上,就是谱线朝蓝色方向移动。

大爆炸理论

20世纪初的宇宙大爆炸理论,还只是一个边缘理论,当时的主流宇宙模型是“稳恒态”的,在早期的广义相对论中,爱因斯坦为了“维持稳恒态”,更是不惜牺牲理论的简洁性,强行加上了“宇宙常数”一项,以此保证广义相对论宇宙的稳定和静态。

但随着“哈勃发现星系红移”的消息传遍世界,包括早期广义相对论在内的宇宙学理论,立刻就成了浮光掠影的表面文章。

宇宙大爆炸开始被科学界正视,并在此过程中不断被从理论和实际观测角度证实。

1965年,继哈勃发现宇宙膨胀后,彭齐亚斯和威尔逊又通过射电望远镜,发现了“大爆炸的余温”,也就是“宇宙微波背景辐射”

之所以将其称为大爆炸余温,是因为根据大爆炸模型,我们的宇宙在诞生之初,是非常致密且炽热的,后来随着宇宙的膨胀和时间的流逝,宇宙的整体温度才逐渐降下来。

彭齐亚斯和威尔逊发现的“宇宙3k微波背景辐射”,就是大爆炸以来温度下降到今天的产物。

了解了星系为什么远离地球后,就只剩下最后一个问题了

地球是不是宇宙的中心?

大爆炸理论中有一个原理叫“各向同性”,大意是说从宇宙的任何一处,观测宇宙本身,最终看到的星系分布,和星系红移数据都是相同的,因此宇宙并不存在实质上的中心。

星系之所以都在远离地球,只是因为人类在地球上观察宇宙而已,如果现在有一批人类位于仙女座星系的话,他们也会发现所有星系(包括地球)都在远离仙女座。

所以说“地球是宇宙中心”,只是一个错觉而已