点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:科普慕课|红移如何成为宇宙膨胀的“可视化证据”
首页> 光明科普> 科普中国直播服务系列活动> 科普慕课 > 正文

科普慕课|红移如何成为宇宙膨胀的“可视化证据”

来源:光明网2025-10-28 16:37

  你是否曾仰望星空,思索这一切从何而来?

  现代宇宙学告诉我们,万物始于约138亿年前一个炽热致密的奇点——宇宙大爆炸。随后宇宙不断膨胀冷却,在38万年后释放出第一缕光,形成了至今仍可探测的宇宙微波背景辐射,它如同宇宙的婴儿照,蕴藏着星系形成的秘密。更关键的是,科学家发现宇宙仍在加速膨胀。

  日前,2011年诺⻉尔物理学奖获得者布莱恩·施密特在上海科普大讲坛带来主题为“天文学未解之谜”的讲座。他表示,目前无人知晓大爆炸之前的宇宙状态,但大爆炸之后的演化是可以通过观察研究的。其中“红移”是宇宙膨胀的直接证据,并且通过对比星系的红移(即退行速度)与星系距离,可得出哈勃常数,进而推算宇宙的膨胀速度和年龄。

科普慕课|红移如何成为宇宙膨胀的“可视化证据”

  【内容要点总结

  一、宇宙起源:基于宇宙大爆炸

  起源核心:宇宙源于约138亿年前的宇宙大爆炸,目前无人知晓大爆炸前的宇宙状态,但爆炸后的演化可通过观察研究。

  关键产物:大爆炸约38万年后,产生宇宙微波背景(CMB),其波峰与扰动是大爆炸的直接痕迹,CMB中的物质最终形成星系等天体。

  宇宙透明化:大爆炸初期宇宙极热,冷却膨胀后电子被氢原子捕获,宇宙从“云状不透明”(电子散射光)变为透明。

科普慕课|红移如何成为宇宙膨胀的“可视化证据”

  二、宇宙现状:持续膨胀的证据与结论

  核心结论:通过观测证实,宇宙目前仍在持续膨胀,且星系距离地球越远,退行速度越快。

  推理逻辑:若宇宙当下在膨胀,反向推导可印证“宇宙大爆炸”的合理性——宇宙由最初的致密状态不断扩散至今。

科普慕课|红移如何成为宇宙膨胀的“可视化证据”

  三、关键工具与现象:支撑宇宙研究的核心

  哈勃望远镜

  功能:通过观测恒星亮度判断星系距离(恒星越远,视觉亮度越弱)。

  贡献:1929年结合观测数据,证实星系退行速度与距离的关联,为宇宙膨胀提供直接观测证据。

  红移现象

  发现:1917年被研究者发现,几乎所有星系的光都存在向红光光谱漂移的现象。

  原理:符合多普勒效应,本质是星系远离地球导致光的波长被“拉长”。

  作用:与星系距离数据结合,可计算“哈勃常数”,进而推算宇宙膨胀速度与年龄。

 

  科普中国直播服务团队对本次讲座进行了全程直播,更多内容可点击观看回放。

  科普中国直播|新视野 新宇宙:对话2011年诺贝尔物理学奖得主(https://h5.live.gmw.cn/cloud/h5/1760416739617076)

  【专家简介

  布莱恩·施密特,2011年诺⻉尔物理学奖获得者、澳⼤利亚官佐勋章获得者、澳⼤利亚科学院院⼠、英国皇家学会院⼠、澳大利亚国立大学教授。布莱恩·施密特因通过观测遥远超新星发现宇宙加速膨胀现象,与索尔·珀尔马特、亚当·里斯共同荣获2011年诺贝尔物理学奖。

  在研究超新星的过程中,他们的研究确定了超新星的运动方式,从而发现宇宙正以不断加速的速率膨胀。这一发现令天体物理学界震惊不已,因为此前普遍认为宇宙膨胀会因反向引力作用而逐渐减弱。

 

  制作:肖春芳 崔雅晴(实习)

 

[ 责编:林佳欣 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 纪念“三八”国际妇女节暨表彰大会举行

  • 樱花绽放激活“春日经济”

独家策划

推荐阅读
我国生成式人工智能用户规模和普及率快速提升。
2026-03-03 09:37
本报讯(记者陶稳 通讯员张莹)突然出现头晕、头痛、视力障碍、肢体麻木无力,持续几分钟到几小时,无法缓解……遇到这些情况别大意,可能是“沉默的杀手”脑梗死在作祟。
2026-03-03 09:35
近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所太阳能光电转化与利用全国重点实验室联合香港科技大学研究团队,在钙钛矿太阳能电池埋底界面工程领域取得重要突破。
2026-03-03 09:34
今年元宵节,适逢月全食。新华社发(刘兵 摄)  本次月全食将从3日傍晚开始,整个过程主要分为半影食始、初亏、食既、食甚、生光、复圆、半影食终七个阶段。2025年9月7日夜晚至8日凌晨,在山西大同古城墙乾楼拍摄的月全食轨迹(多张堆栈),形似“金箍棒”。
2026-03-03 09:33
水稻患上了病毒病,往往矮化、分蘖(稻等植物发育的时候,在幼苗靠近土壤的茎节上生出分枝)增多,严重的甚至绝收。这一成果不仅解决了困扰学界的植物抗病毒免疫扩增谜题,更为培育“抗病不减产”的水稻新品种开辟了全新路径。
2026-03-03 09:33
这三项国家标准是:《食品安全国家标准 植物源性食品中352种农药及其代谢物残留量的测定液相色谱-质谱联用法》《食品安全国家标准 植物源性食品中242种农药及其代谢物残留量的测定 气相色谱-质谱联用法》和《食品安全国家标准植物源性食品中草甘膦等4种农药及其代谢物残留量的测定 液相色谱-质谱联用法》。
2026-03-03 09:32
由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所主导的一项研究,在江西省九江市武宁县志留纪地层中发现盔甲鱼类大庸鱼科一新属种——武宁西海鱼。
2026-03-03 09:32
太空探索技术公司下属企业xAI为该项目另一竞争方,尽管其创始人埃隆·马斯克长期表示反对开发“杀人的新工具”。
2026-03-02 13:02
国家能源局发布的数据显示:截至2025年底,我国可再生能源总装机达到23.4亿千瓦。
2026-03-02 09:57
多国正将AI、物联网与大数据融入现有空气监测体系,追踪大气变化,预警污染风险,为人类在数字时代的每一次呼吸保驾护航。
2026-03-02 09:56
北部湾海域油田无人机系统运营项目正式落地,这是我国海上油田首次实现无人机规模化作业,为海洋能源开发与低空经济融合提供了实践范例。
2026-03-02 09:55
很多人都有过这样的疑问:AI离真正成为“人”,到底还有多远?研究人员表示:有突破,但仍有难以逾越的鸿沟,短期内无法实现“类人完整智能”。
2026-03-02 09:55
人工智能不再只会“死记硬背”了——我国科研团队最新研发出一种新型神经网络,让AI能像人类一样,从看到、听到的信息里自己提炼概念、理解含义,还能互相交流。
2026-03-02 09:53
国家统计局2月28日公布《2025年国民经济和社会发展统计公报》。
2026-02-28 17:21
人们常说“眼见为实”,但如果今天再问一个问题:照片还能算现实的记录吗?答案或许已经不像过去那么简单。
2026-02-28 10:27
国家能源局27日发布的数据显示,目前,全国已有84个绿电直连项目完成审批,新能源总装机规模3259万千瓦。
2026-02-28 10:25
“具身天工3.0”刚刚发布——首届机器人半马赛事冠军正在加紧训练,成绩有望大幅提升;朱雀三号重复使用火箭蓄势待发,计划二季度再次挑战回收复用;小米汽车超级工厂的生产线一片繁忙,累计交付量已突破60万辆……
2026-02-28 10:23
今年以来,水利部指导督促各地抢抓河湖枯水期、施工影响小的窗口期,不断推动国家水网联网、补网、强链。
2026-02-28 10:22
几十年来,关于月球早期磁场是强是弱,科学界一直争论不休。如今,英国牛津大学科学家通过分析阿波罗任务带回的样本,发现月球曾拥有极强磁场,强度甚至一度超过地球磁场。
2026-02-28 10:19
发现分数量子反常霍尔效应和里德堡莫尔激子态,解决超导量子计算难题,攻克国产无液氦稀释制冷机和极高场全超导磁体等关键实验技术……
2026-02-27 09:39
加载更多