星系在遠離我們而去
當一列火車迎面駛來時,我們聽到的汽笛聲音調會升高(即聲波的頻率升高);當它離我們遠去時,音調降低(即聲波的頻率降低),這一現(xiàn)象叫多普勒效應.
不同色光的頻率不同.光同樣可以產生多普勒效應,當光源靠近我們或離我們遠去時,我們觀測到它發(fā)出的光的頻率也會發(fā)生變化.變化的規(guī)律與聲音相同.
20世紀天文學家哈勃觀察到,幾乎所有遠處星系發(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,星系在遠離我們而去.哈勃研究了24個距離已知的星系,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圖象,如下圖所示.圖中只標出其中四種星團,橫坐標單位中的l.y.是光年,它表示光在一年內所通過的距離.分析圖象,哈勃總結出v和r之間存在簡單的正比關系,即:v=Hr,H為哈勃常數(shù),這便是“哈勃定律”.
為解釋哈勃定律,科學家提出“宇宙大爆炸”理論.認為宇宙是從一個大爆炸的火球開始形成的,假設我們就位于其中心.大爆炸后各星系以不同的速度向外勻速運動,遠離我們而去.