宇宙中有什么物体是绝对静止的吗?

摘要:北京时间20191211关于【宇宙中有什么物体是绝对静止的吗?】的具体情况和说明,让www.i8m89t.net.cn新闻频道以图文形式为您慢慢道来。

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绝对参考系的变迁地心说的历史

要说起绝对参考系的历史,必须要提上地心说,早在公元前4世纪古希腊数学家爱由得塞斯就提出了以地球为中心,各个天体环绕的多层同心结构宇宙体系了,恒星在最外层,以北天极为中心形成一周日周运动,而太阳的那一周却和恒星同心球相反方向做年周运动,因为太阳和恒星那个同心球并不相同,因此太阳的运动不和恒星一样,可以解释四季的来历。各个恒星则属于不同的同心球,但它们都以地球为中心。

由得塞斯的同心球理论被亚里士多德采纳,编入了他的宇宙观!

公元前3世纪时的阿波罗尼奥斯和前2世纪左右的喜帕恰斯(伊巴谷),发现行星存在逆行现象,因此他们认为这些行星在一个小环上运动,叫做本轮!而本轮又在以圆周运动绕地球转,叫做均轮!理论上完美的地心说只需要一个本轮和均轮即可解释,但实际情况及其复杂,因此本轮和均轮叠加到地心说体系中变得极为繁琐。甚至天文学家都搞不清楚到底有多少个本轮和均轮。

托勒密天文学指导下,以地球为中心的太阳和行星的运动图

阿里斯塔克计算太阳直径

但阿里斯塔克还有一项天文成就,即测量了太阳月亮和地球的距离,在公元前300多年时候,他已经测量出太阳远比地球要大!

在哥白尼提出日心说之前,2300多年前就已经有了日心说,但哥白尼通过自己的实际观测,顶着巨大的压力提出了他的日心说,并且将此写成《天体运行论》,不过哥白尼迫于教会的压力并没有发表,而是到了晚年才在朋友的支持下将其印刷发表,因此哥白尼在黑暗的教会统治时代得以全身而退简直就是个奇迹。

但他的“日心说”追随者部布鲁诺显然没有那么好运,当然这和布鲁诺的性格比较高调有关,但他对日心说的热情以及最终为其付出生命实在让人敬佩,但大家可能不知道的是,第一个提出宇宙无限论的人可能是布鲁诺!

日心说理论认为太阳是所有天体运行的中心,它是宇宙的中心!在宇宙中太阳是静止不动的!打破宇宙中心论的太阳的运动

哥白尼的日心说并不能解释行星的所有运动,但这一点很快就被开普勒所解决,他的老师第谷留下了大量精确的行星观测记录,尽管第谷并不支持日心说,但他非常尊重观测,因此这些遗留的资料成了开普勒突破行星运动理论的关键支撑。

第谷·布拉赫

开普勒行星三大定律意义非常重大,从哥白尼的正圆日心说修正成了椭圆轨道说,这对牛顿的影响是极大的,得以让牛顿从地球的自由落体运动中延伸到了天体之间的运动,牛顿在1687年发表了《自然哲学的数学原理》阐述了万有引力,天体之间的引力与它们的质量成正比,和距离的平方成反比!

牛顿统一了天上和地下的力,但去留下一个万有引力常数G的大坑,这个坑后来在100多年后被卡文迪许用扭称准确测量出了万有引力常数后解决!

与卡文迪许同时代的赫歇尔在1781年三月发现了天王星后,曾试图观测银河中的每一颗恒星继而建立银河系的模型,当然大家都知道赫歇尔没有成功,但他却发现了一个副产品,1783年赫歇尔分析了天狼、南河三、轩辕十四、北河二、北河三、大角和河鼓二这7颗恒星的自行速度和方向,认为这是太阳的空间运动的表现!

赫歇尔指出太阳正朝着武仙座方向运动,1837年阿格兰德尔根据390个恒星的自行资料,证实了赫歇耳的结论是正确的,太阳的运动被发现了!根据观测太阳向邻近恒星的运动速度大约是19.7千米/秒,但这并不是太阳相对于银心的运动速度,就像火星公转的运动运动速度是24.1千米/秒,地球运动速度是30千米/秒,两者差距6千米/秒,这个6千米/秒就和太阳的与邻近恒星之间的速度差而已!

银河系的自转运动在十九世纪还发现不了,要等到二十世纪初!1914年美国天文学家沙普利用威尔逊山天文台1.5米口径的反射镜观测大量球状星团的运动后认为,银心在人马座方向附近!4年后的1918年他认为太阳系距离银河系约3万光年。

1926年瑞典天文学家林德布拉德提出银河系自转中心在人马座附近,认为银河系有很多子系统构成,1928年奥尔特和瑞典天文学家林德布拉德建立了银河系差动自转的动力学理论(不同位置自转速度不一样):由恒星的视向速度和自行来计算银河系的差动自转,通过综合射电以及光学观测,可以计算出银河系的自转速度分布,太阳系在银河系中自转速度为220千米/秒。广义相对论下的宇宙动态运动

在广义相对论之前,我们不得不提一下个牛顿经典力学时代的的绝对参考系以太的问题,当年牛顿是为了解决引力传递而借用了亚里士多德的以太概念,但在1887年却成了绝对参考系的掘墓人,迈克尔逊和莫雷实验中以太漂移零结果,尽管洛仑兹为它粉饰太平及时丢出了运动方向上尺缩的洛伦兹变换,但仍无法挽回绝对参考系以太的颓势,一直到1905年爱因斯坦发表狭义相对论,而直接将其丢进了历史的垃圾桶。

1916年爱因斯坦的广义相对论发表以后,1917年爱因斯坦就其应用到了整个宇宙上,开启了相对论宇宙学,但爱因斯坦发现一个可怕的事实,因为在绝大多数情况下宇宙都是动态的,为迎合当时静态宇宙的主流观点,爱因斯坦给他的引力场方程加了一个宇宙常数来保证宇宙处在静态模式。

但1922年苏联物理学家弗里德曼通过假设宇宙各向同性简化引力场方程后得到描述空间上均一且各向同性的弗里德曼方程,在这个方程中宇宙常数可以消除的,从而得到一个膨胀的宇宙模型!

勒梅特

1929年哈勃观测遥远星系后退而发现了宇宙正在膨胀,速率大约是550千米/秒·百万秒差距(现代普朗克卫星最新数据67.15千米/秒·百万秒差距)但哈勃拒绝给出过去和未来的结果,但这并不影响宇宙大爆炸说的逐渐流行!

二战以后勒梅特提出的大爆炸理论由乔治·伽莫夫补上了太初核合成理论,他的同事拉尔夫·阿尔菲和罗伯特·赫尔曼则理论上预言了宇宙微波背景辐射的存在(大爆炸的余晖)。

1964年威尔逊和彭齐亚斯发现了宇宙微波背景辐射,宇宙出于从诞生到现在到未来膨胀的一整套理论已经完整串联起来。银河系在宇宙中的运动

上文我们交代了宇宙大尺度上的膨胀,但银河系在宇宙是运动的吗?这一直在困扰科学家,一直到1977年才找到一个好办法,因为当时已经发现宇宙微波背景辐射非常均匀,只有万分之几的起伏,因此美国劳伦斯伯克莱国家实验室的乔治·斯穆特等人找到了一个好方法,测量宇宙微波背景辐射有没有偶极向异性。

他们将微波探测器装到了U-2侦察机上,准确的测到了宇宙微波背景辐射的偶极向异性,大小为3.5±0.6 mK,换算后太阳系在宇宙的运动速度大约在390±60千米/秒,但这个方向与太阳系在银河系中运动方向相反,折合后速度大约在600千米/秒!

U2侦察机

1979年Chincarini和Rood发现长蛇-半人马座方向可能存在超星系团(银心附近),后来沙雅和桑德奇分别发现本星系群都在朝着室女座超星系团方向运动,并且本星系团和室女座超星系团还朝着长蛇-半人马座方向运动。

巨引源所在

1988年一个天文研究小组通过对邻近400个椭圆星系的观测发现,银河系与跟星系群以及超星系团和附近的数百万个星系都在以600-800千米/秒的速度朝着一个未知引力源方向移动,小组成员艾伦·德莱斯勒将其取名为巨引源!这个引力中心距离银河系大约距离1.5-2.5亿光年。

但各位却无需担心银河系有一天会掉入巨引源,因为根据哈勃常数计算,2.5亿光年外的巨引源大约正以4400千米/秒的速度远离,银河系永远都追不上!

宇宙中没有绝对静止的物体,曾经我们以为地球不动,但地球一直在动,后来以为太阳不动,结果太阳绕着银河系高速运动,而且银心也以更高的速度运动,而且整个宇宙也在不断膨胀中!无限微观的微观粒子也在不断运动中,所表现出来的就是温度,那么我们将物质冷却到绝对零度就不动了吗?其实也不能,因为我们不能通过有限的循环降低到绝对零度,然后因为海森堡不确定性原理,动量P和位置Q是无法同时获知的,但却不必惊慌,从宏观到微观,所有的物体都在不断运动中,甚至在微观都还处在不确定性的阴影之下,各位就从了吧!


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