高中物理 第2章 机械波 第4节 多普勒效应及其应用 红移现象素材 鲁科版选修3-4（通用）

高中物理 第2章 机械波 第4节 多普勒效应及其应用 红移现象素材 鲁科版选修3-4（通用）

红移现象 ‎ 所谓红移，最初是针对机械波而言的，即一个相对于观察者运动着的物体离的越远发出的声音越浑厚（波长比较长），相反离的越近发出的声音越尖细（波长比较短）。‎ 后来，美国天文学家哈勃把一个天体的光谱向长波（红）端的位移叫做多普勒红移。通常认为它是多普勒效应所致，即当一个波源（光波或射电波）和一个观测者互相快速运动时所造成的波长变化。美国天文学家哈勃于1929年确认，遥远的星系均远离我们地球所在的银河系而去，同时，它们的红移随着它们的距离增大而成正比地增加。这一普遍规律称为哈勃定律，它成为星系退行速度及其和地球的距离之间的相关的基础。这就是说，一个天体发射的光所显示的红移越大，该天体的距离越远，它的退行速度也越大。‎ 红移定律已为后来的研究证实，并为认为宇宙膨胀的现代相对论宇宙学理论提供了基石。上个世纪60年代初以来，天文学家发现了类星体，它们的红移比以前观测到的最遥远的星系的红移都更大。各种各样的类星体的极大的红移使我们认为，它们均以极大的速度（即接近光速的90%）远离地球而去；还使我们设想，它们是宇宙中距离最遥远的天体。换句话说，由于多普勒红移现象的存在，从这个意义上来讲，宇宙不是无限的，而是有界的，即天体红移的速度等于光速的地带就是宇宙的边缘和界限了，超过了这个界限，也就超过了光速，光线也就因此永远无法达到我们的视界，那就不是我们这个世界了，到底是怎样只有上帝才知道。‎ 现在，根据科学测定，宇宙的年龄大约是150亿年，这个既是它的年龄（时间），其实也是它的空间长度，即150亿光年是我们观察太空理论上能达到的最远距离了，我们现在看到的距离地球150亿光年的地方恰恰就是宇宙诞生时的镜像。150亿年前，在大爆炸的奇点，时间和空间获得的最完美的统一，那一点（或那一刻）即是我们整个宇宙的开端。‎