星系在遠(yuǎn)離我們而去

當(dāng)一列火車迎面駛來時(shí)，我們聽到的汽笛聲音調(diào)會(huì)升高（即聲波的頻率升高）；當(dāng)它離我們遠(yuǎn)去時(shí)，音調(diào)降低（即聲波的頻率降低），這一現(xiàn)象叫多普勒效應(yīng)．

不同色光的頻率不同．光同樣可以產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，當(dāng)光源靠近我們或離我們遠(yuǎn)去時(shí)，我們觀測(cè)到它發(fā)出的光的頻率也會(huì)發(fā)生變化．變化的規(guī)律與聲音相同．

20世紀(jì)天文學(xué)家哈勃觀察到，幾乎所有遠(yuǎn)處星系發(fā)出光的頻率都向紅光方向偏移，稱為“紅移”．這一現(xiàn)象說明，星系在遠(yuǎn)離我們而去．哈勃研究了24個(gè)距離已知的星系，由它們發(fā)出光頻率的偏移推算出他們退行的速度，畫出它們退行的速度v與它們離我們的距離r的v-r圖像，如圖所示．圖中只標(biāo)出其中四種星團(tuán)，橫坐標(biāo)單位中的l.y.是光年，它表示光在一年內(nèi)所通過的距離．分析圖象，哈勃總結(jié)出v和r之間存在簡單的正比關(guān)系，即：v = Hr，H為哈勃常數(shù)，這便是“哈勃定律”．

為解釋哈勃定律，科學(xué)家提出“宇宙大爆炸”理論．認(rèn)為宇宙是從一個(gè)大爆炸的火球開始形成的，假設(shè)我們就位于其中心．大爆炸后各星系以不同的速度向外勻速運(yùn)動(dòng)，遠(yuǎn)離我們而去．