紅移現象可以解釋宇宙膨脹,那藍移是什麼呢?

宇宙 天文 地球 愛德文·哈勃 體育 天文在線 2019-05-28

當然是有的。在仙女座星系,就存在一個小的藍移。

給大家一點背景知識,如果你觀察來自遙遠星系的光時,會發現大部分的光都存在紅移現象。換句話說,當我們觀察一個星系時,我們知道該星系發出的光的波長是多少,但那只是預期的波長,而我們實際觀察到的波長一般比預期的波長要長得多。


紅移現象可以解釋宇宙膨脹,那藍移是什麼呢?


你可能知道,我們把星系的紅移現象解釋為宇宙在膨脹。因此,如果你能把這些星系固定在空間的“結構”上,所有的星系似乎都在遠離我們——它們離我們越遠,速度就越快。這就是哈勃定律。


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一個有效的類比就是,拿一個空氣球,在氣球上畫滿圓點來代表星系,假設我們生活在其中的一個圓點上。當你吹氣球時,所有的圓點都會遠離彼此。離我們最遠的移動得就最快。


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這個類比與實際宇宙的不同之處在於,儘管由於宇宙膨脹星系越來越遠離彼此,但它們本身並非靜止不動的。如果我們把氣球上的點換成一群螞蟻就很好理解了。天文學家將靜止不動的星系擁有的速度稱為“哈勃後退速度”。任何偏離這個方向的運動速度都是它的“本動速度”。


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所以,簡而言之,如果一個星系的本動速度是朝向我們的,並且大於它的哈勃退行速度,那麼它的光就會出現藍移。這對於像仙女座星系那樣離我們很近的星系來說是可能的,但是隨著星系離我們越來越遠,它們的哈勃後退速度將快到使得它們可能有的任何本動速度都無法超越。因此,當你對宇宙如何膨脹感興趣時,最好研究遙遠的星系。


紅移現象可以解釋宇宙膨脹,那藍移是什麼呢?


幾乎所有的星系都是紅移的,由於哈勃宇宙的膨脹,它們正在遠離我們。然而附近有一些星系是藍移的,除了由於宇宙膨脹而產生的視運動外,星系也有其固有的或特殊的運動,也就是說,無論宇宙膨脹與否,每個星系都在運動,並且都有自己獨特的速度。


紅移現象可以解釋宇宙膨脹,那藍移是什麼呢?


當星系的移動速度大小為每秒數百公里,移動方向足夠通向我們,且所在的區域非常接近我們自己的星系時,這些星系的本動速度(如果它們足夠大,足夠通向我們)就有可能超過擴張速度,從而導致藍移。


紅移現象可以解釋宇宙膨脹,那藍移是什麼呢?


在可觀測的宇宙中大約有數十億個星系,其中大約有100個已知星系存在藍移現象。這些星系大多數都在我們自己的星系群中,並且都在彼此的軌道上運行。大多數是矮星系,其中包括仙女座星系、M31等。

z列中的負速度是藍移星系(向我們移動)。


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藍移

​藍移是電磁波的波長隨頻率的增加(能量的增加)而減少,相反的效果被稱為紅移。在可見光中,就是將顏色從光譜的紅色端轉移到藍色端。

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紅移現象可以解釋宇宙膨脹,那藍移是什麼呢?


落入重力井的物質波(質子、電子、光子等)會變得更有能量,並進行獨立於觀察者的藍移。

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紅移藍移示意圖

當一般將星光的紅移被視為是宇宙膨脹的證據時,天文學中同樣有很多藍移現象,例如:

同在本星系群的仙女座星系正在向銀河系移動;所以從地球的角度看,仙女座星系發出的光有藍移現象。

觀察螺旋星系時,旋臂朝向地球接近的一端會呈現藍移(參考塔利-費舍爾關係)。

臨近太陽系的巴納德星就是恆星觀察的典型例子。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. physlink- Mike Cahill

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