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当您说宇宙在膨胀时,是否意味着组成这个宇宙的原子正在进一步飞散,或者原子本身正在变大?怎样呢?
更像是前者,但让我给您我认为是真实发生的事情的记忆图片。
想象一下,如果地球本身在与我们所有人一起膨胀,那么在一个人的一生中,地球半径会增加%。大概每年60公里,或者一天米左右。
现在,如果您在年将脚落在地面并拒绝移动,那么您会发现年的脚距将增加一倍。最终,您的两腿会劈叉分开。但是,在任何时候,您都可以简单地起床并相对正常地生活。即使在不断膨胀的地球上,人们也可能会以类似于现在的方式聚集在一起,例如:如果我们可以随地球膨胀而随意地重新布置曼哈顿,那么我们可能会保持其目前的结构。
原子,行星,恒星和星系就是这种情况:随着宇宙的膨胀(非常缓慢),这些系统具有更多直接力量来决定其动态,因此它们不会散开,就像您也不会分散在膨胀的地球上。
但是,您会发现地球的总体人口密度下降了,因为人均可用土地增加了。即使城市本身密度不变,城市之间的距离也会增加(假设人类仍然希望以我们现在的方式聚集)。
因此,这种类比也适用于宇宙。局部动力学(电子和质子之间的吸引力,恒星和行星的引力)将确保原子,恒星和星系保持现在的样子,但是当您查看整个宇宙时,原子之间或星系之间的平均距离在逐渐增加。换句话说,在宏观上膨胀占主导地位,而在微观上膨胀甚至都不会引起注意。
图源:百度
都不是。烤一条葡萄干面包通常作为可视化空间膨胀的示例,但我将使用一碗麦片粥来说明不能膨胀的内容。膨胀空间就像在碗里加更多的牛奶。在上图中,我们看到了希瑞欧燕麦的两个分组。如果我们缓慢而谨慎地增加牛奶量,您会期望发生什么?
随着牛奶量的增加,这两组可能会变得越来越远,但是两组本身可能不会分裂。相对于该组中的其他谷物,一组中的每个谷物将保持原样。为什么?
希瑞欧麦片通过牛奶的几何形状分组在一起。将一个麦片放入牛奶中时,它会使附近的牛奶表面变形,从而浸入其中。这是牛奶中表面张力的结果。如果附近有另一个麦片,则可能会“掉进”另一个麦片造成的旋涡(嗯,他们会“掉进”彼此的旋涡)。麦片之间的这种微小“引力”使他们有理由随着周围牛奶的膨胀而保持在一起。另一组的距离足够远,因此两组之间没有明显的“引力”,因此可以在两组之间添加牛奶,将它们分开。
让我们将其转移到原子,太阳系和星系。这些分组中的每一个客体都有自己的引力机制。对于原子,电磁力,强力和弱力控制着这些引力。对于太阳系和星系,重力控制着这些引力。这些力使物体之间的距离保持恒定,即使周围空间扩展。对于较大的物体,我们认为它们是“重力结合”在一起的。
各个星系彼此之间的距离足够远,以至于“引力约束”不适用,并且它们确实会彼此远离,就像烘烤葡萄干面包中的葡萄干,同面包或在这种情况下的空间一样膨胀。
相关知识
宇宙加速膨胀是宇宙的膨胀速度越来越快的现象。以天文学术语来说,就是宇宙标度因子
的二次导数是正值,这意味着星系远离地球的速度,随着时间演进,应该会持续地增快。这速度是哈勃定律里所提到的退行速度。于年观测Ia超新星得到的数据,提示宇宙的膨胀速度正在加快。物理学者索尔·珀尔马特、布莱恩·施密特与亚当·里斯“透过观测遥远超新星而发现了宇宙加速膨胀”,因此,共同荣获6年邵逸夫天文学奖与年诺贝尔物理学奖。
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
translate:梦丑儿译
author:quora
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