文档介绍：九, 宇宙演化与微波背景辐射
1,河外星系的发现
2,哈勃定律
3,膨胀的宇宙和大爆炸宇宙学
4,微波背景辐射的发现
5,威尔孙和彭齐亚斯获1978年
诺贝尔物理学奖
1,河外星系的发现
18 世纪中叶,德国哲学家康德曾猜想在整个宇宙中存在着无数个与银河系类似的天体系统,他认为,天空中那些云雾状的“星云”很可能就是这样的天体系统。
人们发现这些云雾状天体中有一类是银河系以内的天体,称为“银河星云”,而另一类则往往具有旋涡状的结构(旋涡星云),它们是什么?令人费解。
仙女座大星云M31是什么?
1920年4月26日,美国国家科学院为
这个问题专门举行了一次题为
“宇宙尺度”的辩论会。
A:仙女座大星云不是银河系以内的天
体,是和银河系那样的宇宙岛。
B:仙女座大星云根本不是由恒星构
成,而是真正的星云状天体。
没有结论
解开旋涡星云之谜
年青的哈勃对这个令人困惑的难题
很感兴趣。他1910年在芝加哥大学天
文系毕业,1919年到威尔逊山天文台
工作,直至1953年去世。
当时世界最大的望远镜给哈勃帮了
大忙。找到这个星云的恒星,继而从
这些恒星中他找出造父变星。
1922年开始,他利用造父变星测距
法,测定仙女座大星云中造父变星的
距离。
哈勃计算出M31和M33的距离都约为
90万光年,而当时已知银河系的直径
为10万光年。由此哈勃确认M31和M33
都是远在银河系以外的独立的星系。
这一结果很快得到公认。
16世纪哥白尼提出了日心说后,人
们对太阳系有了一个正确的认识。
400年后,哈勃确认河外星系的存
在,导致了人类认识宇宙的又一次大
飞跃。
从地球到太阳系,从太阳系到银河
系,从银河系再到河外星系,这就是
我们所看到的宇宙。
2,哈勃定律
哈勃发现星系的谱线红移和距离的关系
到1929年为止,哈勃测得18个星系的距离
以及室女座星系团四个成员的距离。
哈勃对这批星系的数据进行了反复的研究,
发现河外星系的距离越远,其谱线红移越大。
红移是由星系视向运动的多普勒效应产生的。
声源的移动导致波长变化波长变长为红移,变短为兰移
(观测波长-真正波长)/真正波长=v/c
可以求出速度V
多普勒效应原理图
红移(Z)和速度的关系
在天体的速度远比光速小时
多普勒效应:恒星远离我们而去,谱线产生红移
由上式可以求出视向速度V
星系红移量Z的测量和速度到达估计
观测发现星系的谱线都有红移,也就是谱线的波长都变长了。
例如某星系的某一谱线波長为515納米,但在地球上,同一谱线的波長为500納米,那么波長的变化為15納米,原本波長為500納米, 。由红移Z= ,求出星系退行速度為每秒九千公里。