宇宙是在活动的 , 它有它的生命 。 ——〔法〕罗曼·罗兰
每当说起宇宙 , 无不说起宇宙亿万年的当作长和演化过程 , 而我们会商的话题也从最小到最大 , 从地球到宇宙 , 从宇宙的发源到它最终的命运 。 宇宙如同生命一般 , 无时无刻不在转变 。 并且我们此刻还知道宇宙正在加快膨胀 , 那么问题又来了:宇宙加快膨胀是啥时辰起头的?我们是若何知道的?
下面我们来说说宇宙 , 以及它膨胀的汗青 。
广义相对论掌控下的宇宙
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其实我们对宇宙领会的时候不是很长 , 因为不到100年前 , 我们才知道宇宙中庞大的螺旋星云并不是银河系中形当作的原始恒星 , 而是整个恍惚的星云自己 , 是距离我们足足稀有百万到数十亿光年远的自力星星岛屿 。 然而 , 就在我们的视野走出银河系不久后 , 我们很称心识到星系的位置和它离我们有多远之间存在着一种令人惊奇的关系 。
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【为什么暗能量会掌控宇宙?宇宙加速膨胀了多久?】上图就形象的描述了宇宙距离阶梯这个概念:第一阶梯经由过程视差法测量距离、第二阶梯经由过程变星周光关系、第三阶梯经由过程Ⅰa 型超新星爆发
在广义相对论中关于宇宙有几个切当的解(膨胀、静止和缩短) , 但此中一个解刚好地描述了我们的宇宙:一个在最大标准上平均膨胀的宇宙 。 固然我们的宇宙在几万万光年的标准上不是平均的 , 可是当我们考虑几百亿光年的标准时 , 这种不平均性的差别很是小 , 根基可以忽略不计 , 是以我们说宇宙是平均和各标的目的同性的 。
这个解决方案我们也称之为:弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规 , 简称FRW度规 。 本家儿要说的是宇宙大标准上平均各标的目的同性 , 以及膨胀率由空间曲率决议 , 固然那时没有考虑暗能量 , 但这个解比其他任何方式都能更好地描述我们的宇宙 。
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FRW度规告诉我们 , 星系之间的空间 , 或者任何布局之间的空间 , 若是它们之间没有引力联系 , 将会发生膨胀 。 若是我们想知道空间是若何膨胀的 , 也就是以什么样的速度膨胀 , 我们需要知道两条信息:
在我们宇宙汗青的任何时刻 , 膨胀率是几多
在我们的宇宙中物质和能量的类型和比例是什么 。
若是我们能弄清晰这两条信息 , 我们不仅能弄清晰我们宇宙的命运 , 还能弄清晰宇宙自豪爆炸以来的膨胀率是几多 , 此刻是几多 , 未来会是几多?
宇宙的膨胀率和构成当作分的比例
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第一个很简单 , 我们有良多分歧的方式来解决这个问题 。 经由过程测量宇宙中各类物体的距离以及它们远离我们的速度 , 我们可以算出今天的膨胀率 。 尽管在20宿世纪90年月之前的很长一段时候内 , 这个速度一向存在争议 , 但我们最终确定 , 宇宙膨胀率大约在67 km/s/Mpc摆布(此中一个Mpc大约是3260,000光年) , 不确定度仅在2或3 km/s/Mpc摆布 。
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