第493章 都卜勒效應！譜線紅移！宇宙膨脹之震撼！
第493章 都卜勒效應！譜線紅移！宇宙膨脹之震撼！
當哈勃宣布，他證明了廣義相對論的第五預言後，全場沸騰了。
如果這是真的，那麼這個成果將鎮壓全場。
不要說愛丁頓的恆星測量方法，哪怕是哈勃自己的宇宙島理論驗證，也比不上。
不是一個等級的。
那可是廣義相對論的預言啊！
這太讓人駭然了。
雖然這些年，關於廣相的研究不是特別多，也沒有什麼重大的成果。
但這不是因為廣相不行。
而恰恰是因為它太行了，太牛逼了。
布魯斯教授沉寂十年，一出手就是人類智慧的絕巔。
以至於任何人都沒有什麼插手補充的機會。
只能在其基礎上發表一些邊角料的分析內容。
比如廣相的各種應用啊，找出一些特殊的方程解之類的。
五大預言就是天文學的五大神器。
常人得一便可名震天下！號令群雄！
然而，即便廣相如此驚世駭俗，超越時代。
但是從它發表到現在，已經十年了，始終沒有獲得諾獎。
連帶著狹相也沒有獲得諾獎。
雖然在很多大佬眼裡，相對論出錯的概率，可以忽略不計了。
他們在研究的過程中，什麼尺縮效應，質能方程，都是直接拿來用的。
但是瑞典諾獎委員會的那幫宿老們，想法比較執拗。
隨著諾獎的地位越來越崇高，流程越來越正規。
它開始有偶像包袱了。
現在的獲獎標準比剛開始嚴格很多。
諾獎始終堅持：理論需要實驗的驗證。
如果當初的量子概念，放到現在，恐怕就不會那麼快獲得諾獎了。
至少也得等到玻爾-李模型出來之後才行。
尤其是對於廣義相對論這種無上巔峰的理論，那更是需要謹慎至極地對待。
當初廣相剛發表時，就有很多大佬提名為諾獎候選結果。
但是被物理諾獎委員會成員否定了。
他們在內部討論中達成共識：
「廣相有五大預言，不如等驗證之後再頒獎。」
當愛丁頓驗證了星光彎曲之後，每年提名廣相獲獎的人更多了。
理論預言與實驗結果完美契合。
這絕對符合獲獎標準了。
這時，物理諾獎委員會的五人有點猶豫和動搖了。
「要不，我們給廣相頒獎吧？」
「如果算上水星進動問題，廣相應該有兩個實驗證據了。」
「這對於物理理論而言，出錯的概率已經很小很小了。」
但是，其中一位年齡最大的成員，保守地說道：
「我覺得可以再等等。」
「廣義相對論在物理學中的地位太特殊，太崇高了。」
「我們必須要確保它100%正確。」
接著，該宿老又玩笑道：
「反正布魯斯教授也不差這一個諾獎。」
「他不會在意的。」
另外幾人皆是會心一笑。
大家達成一致，決定還是再觀望一段時間。
要是五大預言能再證明一個，那廣相就有三個實驗證據了。
這犯錯的概率，完全可以默認為零了。
到時候，就是可以頒獎的時機了。
物理諾獎委員會成員的想法，今年在場眾人雖然不了解。
但是他們心中很清楚，如果哈勃今天真的證明了宇宙膨脹。
那麼廣義相對論絕對有希望獲得諾獎了。
而且在大佬們看來：
廣相獲得諾獎，不是廣相的榮譽，也不是布魯斯教授的榮譽，而是諾獎的榮譽。
這就是相對論的偉大！
此刻，所有人的目光，就像火焰一樣，燃燒著哈勃。
那是欲望之火、震驚之火、羨慕之火。
愛丁頓神色激動，他真心為哈勃感到高興。
繼他之後，終於再次有人攻克廣相的預言了。
而且還是他的至交好友，這簡直是人生之大幸！
沙普利呆呆地看著哈勃。
他覺得自己之前的行為有點好笑。
他視為畢生榮譽的世紀大辯論，竟然只是哈勃的開胃前菜。
恐怕對方根本沒有把證明宇宙島理論放在心上。
這種差距讓沙普利生出一種無力感。
「原來這就是天才和非天才的區別啊。」
余青松看著哈勃霸氣無雙，立於無數人之前，心中熱血沸騰。
一直以來，他都沉浸在李奇維教授的榮耀之中。
他是國內的天文新星，承擔著重要的責任。
但是捫心自問，他覺得自己能不能做到如哈勃那般，猶未可知。
頂著布魯斯教授半個弟子的身份，苦熬十年，終於修成正果。
這種感覺太勵志，太震撼了！
哪怕哈勃是外國人，余青松也忍不住心生敬佩。
只有強者才會尊重強者。
海耳忍不住挺起了胸膛，露出了微笑。
他知道接下來，將是哈勃的個人秀了。
今天過後，對方就能躋身當世最頂級天文學家的行列。
甚至超越他這個天文大佬，被世人所知。
這時，海耳忽然發現，旁邊的布魯斯教授竟然毫無表情，一點也不激動。
這就太奇怪了。
於是，他好奇地問道：
「布魯斯教授，哈勃又證明了廣義相對論的一個預言。」
「你難道不高興嗎？」
李奇維聞言，微微一笑，淡定地說道：
「哦，結果是確定的，時間早晚而已。」
額。
海耳默默轉過頭，一肚子話都說不出來了。
「Shift！我最討厭人家裝逼了。」
此刻，面對眾人的期待，哈勃狠狠地吸了一口氣。
下面，將是他的巔峰時刻！
他開始分享自己的成果。
「在布魯斯教授的廣義相對中，場方程是核心。」
「這個方程描述了宇宙的運行過程。」
「其中方程的每個解，都代表一個全新規則的宇宙。」
「當然，這只是一種理論預測，並不是說真的有那麼多宇宙。」
「但是，至少在我們這個真實的宇宙中，如果按照場方程的計算結果，就能得出宇宙在膨脹這個結論。」
「這就是廣義相對論的第五預言。」
「正是基於這個預言，布魯斯教授提出了匪夷所思的宇宙大爆炸理論。」
「大爆炸理論對不對，我目前不知道。」
「但是宇宙膨脹的猜想，我今天可以給出切實的證據。」
「大家請看演示屏幕。」
「1842年，奧地利物理學家都卜勒，首次提出了【都卜勒效應】。」
「該效應指出，運動物體（波源）所發出的聲音，在靜止觀測者聽來是變化的。」
「波源的速度越高，所產生的效應就越大。」
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「這種效應就體現在聲波頻率的變化上。」
「當波源移向觀測者時，觀測者接受到的聲波頻率變高。」
「當波源遠離觀測者時，觀測者接受到的聲波頻率變低。」
「用公式表達就是：（λ-λ）/λ=v/c。」
「其中λ表示波源在運動中所發出聲音的波長，λ表示波源靜止時的波長，v表示波源的運動速度，c表示聲速。」
「由於λ和c都是已知的，只要測出了λ的大小，就能計算波源的運動速度v。」
（這就是都卜勒效應測量物體運動速度的原理）
「光是電磁波，也屬于波的一種，所以同樣遵循都卜勒效應。」
「當光源移向觀測者時，觀測者接受到的光的頻率變高。」
「光的頻率變高，就意味著波長變短，反映在光譜上就是向著藍色光譜區域移動，所以又稱為【藍移】。」
「同理，當光源遠離觀測者時，觀測者接受到的聲波頻率變低，又稱為【紅移】。」
「宇宙中，所有的恆星都是發光的，它們本身就是天然的光源。」
「利用這個原理，我們就可以測出宇宙中天體相對於地球是靠近還是遠離，並且測出它的速度。」
「在天文學上，我們把天體在觀測者視線方向上的運動速度分量，稱為天體的【視向速度】。」
「當都卜勒效應公式應用在天文學中時，公式形式不變，只不過含義變了。」
「其中λ表示天體在運動中所發射光的波長，λ表示天體靜止時發射光的波長，v表示天體的視向速度，c表示光速。」
「c是已知的，λ也是已知的，因為組成恆星的元素和地球上的元素是一樣的。」
「我們在實驗室中測出的某種元素的譜線位置所代表的波長，就是λ。」
「這時，當我們通過所接受到的恆星光譜，測出λ和λ的差值△λ（都卜勒位移）時，就能算出λ的值。」
「最後，通過公式，就能計算出v了。」
「這就是天文學中，利用都卜勒效應，測量天體視向速度的原理。」
「根據這個原理，1868年，已故的英國天文學家哈金斯爵士，首次測得了天狼星的視向速度為46公里/秒。」
「而且譜線紅移，意味著天狼星是在遠離地球。」
「同樣的，這個方法也可以用於星系的測量。」
「從1912年到現在，美國天文學家斯里弗先生，一直致力於星系光譜的研究。」
（其實之前應該稱星雲光譜，但是由於宇宙島理論已經證明，所以直接改為星系了，無傷大雅）
人群之中，47歲的斯里弗一臉懵逼。
他是亞利桑那州羅威爾天文台的台長，屬於美國天文學界的中佬。
當然和海耳等人不能比。
如今他被大名鼎鼎的哈勃提到，突然有種受寵若驚的感覺。
「哈？不是證明宇宙膨脹嗎？」
「怎麼提到我了？」
「我可沒有膨脹啊！」
這時，哈勃繼續說道：
「斯里弗先生觀察了41個星系的光譜，他發現其中36個星系的光譜都發生了紅移。」
「這意味著，那些星系全都是正在遠離地球。」
講到這裡，哈勃稍微停頓了一下。
他要給眾人一點消化的時間。
因為不僅是斯里弗懵逼，很多人都開始滿臉疑惑了。
「哈勃不是要證明宇宙膨脹嗎？」
「怎麼現在講的全是用都卜勒效應測量天體的視向速度啊？」
「這兩者有什麼關係嗎？」
不過，也有不少人聽的津津有味。
「我是研究行星的，倒是沒有聽過這種理論。」
「哈勃博士講的確實很好，非常通俗易懂，一下就聽明白了。」
「今天真是漲姿勢了。」
「果然名師出高徒，哈勃的演講水平已經有了布魯斯教授的三分功力。」
接著，有相關方向的大佬犀利分析道：
「星系遠離地球，和宇宙膨脹也沒關係吧。」
「M31星雲不還在靠近我們銀河系嗎。」
「宇宙中天體的遠離和靠近都是正常的。」
「銀河系中的恆星光譜既有紅移，也有藍移。」
此刻，在場絕大多數人都不知道，哈勃鋪墊這麼多是意欲何為。
無論從哪方面看，他要說的內容，都和他想證明的結論無關。
不過，這種高端的場合，對方顯然不會是故弄玄虛。
很快，哈勃微微一笑，繼續說道：
「聽完了剛剛的背景知識，我知道在座的諸位肯定很納悶。」
「星系遠離地球，和宇宙膨脹又有什麼關係呢？」
「沒錯，二者確實沒有關係。」
「但是，如果再加上一個現象，那情況就完全不同了。」
啪！
「大家請看。」
「我重新測定了46個星系的視向速度。」
「並且，我還利用造父變星的測距方法，更精確地測定了這46個星系與地球之間的距離。」
「通過分析這些數據，我發現了一個驚人的事實：」
「那就是，這46個星系不僅僅是光譜紅移，遠離地球。」
「而且，距離地球越遠的星系，它的視向速度就越大。」
「二者之間還滿足正比例的數學關係：V=HD。」
「其中V表示星系的視向速度，D表示星系與地球的距離，H表示比例常數。」
「根據我的計算，H的數字大概是70【（km/s）/mpc】，即70【千米每秒每百萬秒差距】。」
「其中mpc表示【百萬秒差距】，是一個天文學距離單位，1mpc相當於326萬光年。」
「也就是說，對於地球上的人而言，宇宙中的天體與地球的距離每增加326萬光年，天體的退行速度就會增加70公里/秒。」
「所以，星系並不是像銀河系內的恆星那樣，雜亂無章地運動。」
「它們統一地在遠離地球，距離越遠，遠離的速度越快。」
「除了宇宙正在均勻膨脹，沒有任何理由可以解釋這個現象。」
（為什麼是勻速膨脹，估計不少人想像不出來，別急）
「以上，就是我對廣義相對論第五預言：宇宙膨脹的證明。」
轟！
全場駭然！
看的爽嗎
(本章完)
當哈勃宣布，他證明了廣義相對論的第五預言後，全場沸騰了。
如果這是真的，那麼這個成果將鎮壓全場。
不要說愛丁頓的恆星測量方法，哪怕是哈勃自己的宇宙島理論驗證，也比不上。
不是一個等級的。
那可是廣義相對論的預言啊！
這太讓人駭然了。
雖然這些年，關於廣相的研究不是特別多，也沒有什麼重大的成果。
但這不是因為廣相不行。
而恰恰是因為它太行了，太牛逼了。
布魯斯教授沉寂十年，一出手就是人類智慧的絕巔。
以至於任何人都沒有什麼插手補充的機會。
只能在其基礎上發表一些邊角料的分析內容。
比如廣相的各種應用啊，找出一些特殊的方程解之類的。
五大預言就是天文學的五大神器。
常人得一便可名震天下！號令群雄！
然而，即便廣相如此驚世駭俗，超越時代。
但是從它發表到現在，已經十年了，始終沒有獲得諾獎。
連帶著狹相也沒有獲得諾獎。
雖然在很多大佬眼裡，相對論出錯的概率，可以忽略不計了。
他們在研究的過程中，什麼尺縮效應，質能方程，都是直接拿來用的。
但是瑞典諾獎委員會的那幫宿老們，想法比較執拗。
隨著諾獎的地位越來越崇高，流程越來越正規。
它開始有偶像包袱了。
現在的獲獎標準比剛開始嚴格很多。
諾獎始終堅持：理論需要實驗的驗證。
如果當初的量子概念，放到現在，恐怕就不會那麼快獲得諾獎了。
至少也得等到玻爾-李模型出來之後才行。
尤其是對於廣義相對論這種無上巔峰的理論，那更是需要謹慎至極地對待。
當初廣相剛發表時，就有很多大佬提名為諾獎候選結果。
但是被物理諾獎委員會成員否定了。
他們在內部討論中達成共識：
「廣相有五大預言，不如等驗證之後再頒獎。」
當愛丁頓驗證了星光彎曲之後，每年提名廣相獲獎的人更多了。
理論預言與實驗結果完美契合。
這絕對符合獲獎標準了。
這時，物理諾獎委員會的五人有點猶豫和動搖了。
「要不，我們給廣相頒獎吧？」
「如果算上水星進動問題，廣相應該有兩個實驗證據了。」
「這對於物理理論而言，出錯的概率已經很小很小了。」
但是，其中一位年齡最大的成員，保守地說道：
「我覺得可以再等等。」
「廣義相對論在物理學中的地位太特殊，太崇高了。」
「我們必須要確保它100%正確。」
接著，該宿老又玩笑道：
「反正布魯斯教授也不差這一個諾獎。」
「他不會在意的。」
另外幾人皆是會心一笑。
大家達成一致，決定還是再觀望一段時間。
要是五大預言能再證明一個，那廣相就有三個實驗證據了。
這犯錯的概率，完全可以默認為零了。
到時候，就是可以頒獎的時機了。
物理諾獎委員會成員的想法，今年在場眾人雖然不了解。
但是他們心中很清楚，如果哈勃今天真的證明了宇宙膨脹。
那麼廣義相對論絕對有希望獲得諾獎了。
而且在大佬們看來：
廣相獲得諾獎，不是廣相的榮譽，也不是布魯斯教授的榮譽，而是諾獎的榮譽。
這就是相對論的偉大！
此刻，所有人的目光，就像火焰一樣，燃燒著哈勃。
那是欲望之火、震驚之火、羨慕之火。
愛丁頓神色激動，他真心為哈勃感到高興。
繼他之後，終於再次有人攻克廣相的預言了。
而且還是他的至交好友，這簡直是人生之大幸！
沙普利呆呆地看著哈勃。
他覺得自己之前的行為有點好笑。
他視為畢生榮譽的世紀大辯論，竟然只是哈勃的開胃前菜。
恐怕對方根本沒有把證明宇宙島理論放在心上。
這種差距讓沙普利生出一種無力感。
「原來這就是天才和非天才的區別啊。」
余青松看著哈勃霸氣無雙，立於無數人之前，心中熱血沸騰。
一直以來，他都沉浸在李奇維教授的榮耀之中。
他是國內的天文新星，承擔著重要的責任。
但是捫心自問，他覺得自己能不能做到如哈勃那般，猶未可知。
頂著布魯斯教授半個弟子的身份，苦熬十年，終於修成正果。
這種感覺太勵志，太震撼了！
哪怕哈勃是外國人，余青松也忍不住心生敬佩。
只有強者才會尊重強者。
海耳忍不住挺起了胸膛，露出了微笑。
他知道接下來，將是哈勃的個人秀了。
今天過後，對方就能躋身當世最頂級天文學家的行列。
甚至超越他這個天文大佬，被世人所知。
這時，海耳忽然發現，旁邊的布魯斯教授竟然毫無表情，一點也不激動。
這就太奇怪了。
於是，他好奇地問道：
「布魯斯教授，哈勃又證明了廣義相對論的一個預言。」
「你難道不高興嗎？」
李奇維聞言，微微一笑，淡定地說道：
「哦，結果是確定的，時間早晚而已。」
額。
海耳默默轉過頭，一肚子話都說不出來了。
「Shift！我最討厭人家裝逼了。」
此刻，面對眾人的期待，哈勃狠狠地吸了一口氣。
下面，將是他的巔峰時刻！
他開始分享自己的成果。
「在布魯斯教授的廣義相對中，場方程是核心。」
「這個方程描述了宇宙的運行過程。」
「其中方程的每個解，都代表一個全新規則的宇宙。」
「當然，這只是一種理論預測，並不是說真的有那麼多宇宙。」
「但是，至少在我們這個真實的宇宙中，如果按照場方程的計算結果，就能得出宇宙在膨脹這個結論。」
「這就是廣義相對論的第五預言。」
「正是基於這個預言，布魯斯教授提出了匪夷所思的宇宙大爆炸理論。」
「大爆炸理論對不對，我目前不知道。」
「但是宇宙膨脹的猜想，我今天可以給出切實的證據。」
「大家請看演示屏幕。」
「1842年，奧地利物理學家都卜勒，首次提出了【都卜勒效應】。」
「該效應指出，運動物體（波源）所發出的聲音，在靜止觀測者聽來是變化的。」
「波源的速度越高，所產生的效應就越大。」
無錯版本在讀！首一發一本小說。讀
「這種效應就體現在聲波頻率的變化上。」
「當波源移向觀測者時，觀測者接受到的聲波頻率變高。」
「當波源遠離觀測者時，觀測者接受到的聲波頻率變低。」
「用公式表達就是：（λ-λ）/λ=v/c。」
「其中λ表示波源在運動中所發出聲音的波長，λ表示波源靜止時的波長，v表示波源的運動速度，c表示聲速。」
「由於λ和c都是已知的，只要測出了λ的大小，就能計算波源的運動速度v。」
（這就是都卜勒效應測量物體運動速度的原理）
「光是電磁波，也屬于波的一種，所以同樣遵循都卜勒效應。」
「當光源移向觀測者時，觀測者接受到的光的頻率變高。」
「光的頻率變高，就意味著波長變短，反映在光譜上就是向著藍色光譜區域移動，所以又稱為【藍移】。」
「同理，當光源遠離觀測者時，觀測者接受到的聲波頻率變低，又稱為【紅移】。」
「宇宙中，所有的恆星都是發光的，它們本身就是天然的光源。」
「利用這個原理，我們就可以測出宇宙中天體相對於地球是靠近還是遠離，並且測出它的速度。」
「在天文學上，我們把天體在觀測者視線方向上的運動速度分量，稱為天體的【視向速度】。」
「當都卜勒效應公式應用在天文學中時，公式形式不變，只不過含義變了。」
「其中λ表示天體在運動中所發射光的波長，λ表示天體靜止時發射光的波長，v表示天體的視向速度，c表示光速。」
「c是已知的，λ也是已知的，因為組成恆星的元素和地球上的元素是一樣的。」
「我們在實驗室中測出的某種元素的譜線位置所代表的波長，就是λ。」
「這時，當我們通過所接受到的恆星光譜，測出λ和λ的差值△λ（都卜勒位移）時，就能算出λ的值。」
「最後，通過公式，就能計算出v了。」
「這就是天文學中，利用都卜勒效應，測量天體視向速度的原理。」
「根據這個原理，1868年，已故的英國天文學家哈金斯爵士，首次測得了天狼星的視向速度為46公里/秒。」
「而且譜線紅移，意味著天狼星是在遠離地球。」
「同樣的，這個方法也可以用於星系的測量。」
「從1912年到現在，美國天文學家斯里弗先生，一直致力於星系光譜的研究。」
（其實之前應該稱星雲光譜，但是由於宇宙島理論已經證明，所以直接改為星系了，無傷大雅）
人群之中，47歲的斯里弗一臉懵逼。
他是亞利桑那州羅威爾天文台的台長，屬於美國天文學界的中佬。
當然和海耳等人不能比。
如今他被大名鼎鼎的哈勃提到，突然有種受寵若驚的感覺。
「哈？不是證明宇宙膨脹嗎？」
「怎麼提到我了？」
「我可沒有膨脹啊！」
這時，哈勃繼續說道：
「斯里弗先生觀察了41個星系的光譜，他發現其中36個星系的光譜都發生了紅移。」
「這意味著，那些星系全都是正在遠離地球。」
講到這裡，哈勃稍微停頓了一下。
他要給眾人一點消化的時間。
因為不僅是斯里弗懵逼，很多人都開始滿臉疑惑了。
「哈勃不是要證明宇宙膨脹嗎？」
「怎麼現在講的全是用都卜勒效應測量天體的視向速度啊？」
「這兩者有什麼關係嗎？」
不過，也有不少人聽的津津有味。
「我是研究行星的，倒是沒有聽過這種理論。」
「哈勃博士講的確實很好，非常通俗易懂，一下就聽明白了。」
「今天真是漲姿勢了。」
「果然名師出高徒，哈勃的演講水平已經有了布魯斯教授的三分功力。」
接著，有相關方向的大佬犀利分析道：
「星系遠離地球，和宇宙膨脹也沒關係吧。」
「M31星雲不還在靠近我們銀河系嗎。」
「宇宙中天體的遠離和靠近都是正常的。」
「銀河系中的恆星光譜既有紅移，也有藍移。」
此刻，在場絕大多數人都不知道，哈勃鋪墊這麼多是意欲何為。
無論從哪方面看，他要說的內容，都和他想證明的結論無關。
不過，這種高端的場合，對方顯然不會是故弄玄虛。
很快，哈勃微微一笑，繼續說道：
「聽完了剛剛的背景知識，我知道在座的諸位肯定很納悶。」
「星系遠離地球，和宇宙膨脹又有什麼關係呢？」
「沒錯，二者確實沒有關係。」
「但是，如果再加上一個現象，那情況就完全不同了。」
啪！
「大家請看。」
「我重新測定了46個星系的視向速度。」
「並且，我還利用造父變星的測距方法，更精確地測定了這46個星系與地球之間的距離。」
「通過分析這些數據，我發現了一個驚人的事實：」
「那就是，這46個星系不僅僅是光譜紅移，遠離地球。」
「而且，距離地球越遠的星系，它的視向速度就越大。」
「二者之間還滿足正比例的數學關係：V=HD。」
「其中V表示星系的視向速度，D表示星系與地球的距離，H表示比例常數。」
「根據我的計算，H的數字大概是70【（km/s）/mpc】，即70【千米每秒每百萬秒差距】。」
「其中mpc表示【百萬秒差距】，是一個天文學距離單位，1mpc相當於326萬光年。」
「也就是說，對於地球上的人而言，宇宙中的天體與地球的距離每增加326萬光年，天體的退行速度就會增加70公里/秒。」
「所以，星系並不是像銀河系內的恆星那樣，雜亂無章地運動。」
「它們統一地在遠離地球，距離越遠，遠離的速度越快。」
「除了宇宙正在均勻膨脹，沒有任何理由可以解釋這個現象。」
（為什麼是勻速膨脹，估計不少人想像不出來，別急）
「以上，就是我對廣義相對論第五預言：宇宙膨脹的證明。」
轟！
全場駭然！
看的爽嗎
(本章完)