宇宙是什么?
物理宇宙被定义为所有的空间和时间(统称为时空)及其内涵,包括各种形式的所有能量(电磁辐射、普通物质、暗物质、暗能量等),其中普通物质包括行星、卫星、恒星、星系、星系团和星系间物质等。宇宙还包括影响物质和能量的物理定律,如守恒定律、经典力学、相对论等。
宇,汉语常用字(一级字),最早出自金文,本义是屋檐,泛指房屋;引申义有空间、风度,仪容等。
宙:《说文解字》:“宙,舟舆所极覆也 ”。交覆深屋是宀之范式。木生条见芽以知根是由之范式。宀、由两范式叠加。覆盖一切可以生长与延展的是宙之范式。本义:古往今来所有的时间。
“宇宙”一词连用,最早出自《庄子》:“旁日月,挟宇宙,为其吻合。”这时的“宇”代指一切空间,“宙”代指一切时间。这里宇宙的意义已是标准的时空了。
宇宙这么大,我想去看看,到底有多大。
20世纪初雷达发明以后,通过发射无线电脉冲,然后接收其遇到物体后反射的回波,可以准确测量目标天体的距离。因此,雷达测距法已成为测量太阳系内某些天体距离的基本方法之一。但是,当距离增大到一定程度时,电磁波就会很弱,无法有效返回。那么,当我们需要测量更远的天体,雷达测距无法达到时,应该怎么办呢?
多数恒星在亮度上几乎都是固定的。以我们的太阳来说,太阳亮度在11年的太阳周期中,只有0.1%变化。然而有许多恒星的亮度确有显著的变化。这就是我们所说的变星。造父变星是变星的一种,它的光变周期(即亮度变化一周的时间)与它的光度成正比,因此可用于测量星际和星系际的距离。
造父变星测距法大致原理:测距时应当根据所选造父变星的类型选定测距公式计算得出绝对星等Mp。
星族I造父变星:Mp=-1.43-2.81lgP
星族II造父变星:Mp=-0.35-1.75lgP
其中P是以天为单位的光变周期。
绝对星等(Mp)是假定把恒星放在距地球10秒差距(32.6光年)的地方测得的恒星的亮度,用以区别于视星等(mp)。
视星等(mp),是指观测者用肉眼所看到的星体亮度。视星等的大小可以取负数,数值越小亮度越高,反之越暗。
再根据公式Mp=mp+5-5lgd。这个d就是所测的距离。
观测显示,所有的星系都在远离我们,并且距离我们越遥远的星系远离的速度越快,它背后的本质是宇宙的膨胀。星系远离我们的速度越快,其波长的拉升程度越明显,在光谱中的表现便偏向红端,被称作“红移”。星系距离我们越远,它们光谱中表现出的红移量也会越大。通过红移测量法,我们能计算更加遥远的距离。
说实在的,对于科学家们探索宇宙研究出的各种测量方法,不得不为人类的智慧感到震撼。
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