近距离和中距离_科学家是如何在没有真正穿梭宇宙的情况下测量宇宙中距离的？

你可曾想象过，研究人员和科学家如何在一个隐蔽的实验室里，只用一台望远镜、一台电脑和一些特殊的统计数据，就能绘制出大量的宇宙地图？我们不再需要亲自去遥远的外太空了吗？哥伦布、马可·波罗、达·伽马和其他伟大旅行者的时代会结束吗？

遗憾的是，答案是“是”

为了在家里了解宇宙，让我们首先使用已知宇宙的缩小图。如果太阳和地球之间的距离是1英寸，那么最近的恒星(半人马座比邻星)大约在4.3英里之外。在实际距离中，太阳离地球大约1.496亿公里，所以半人马座比邻星会更夸张这个数字是不可思议的，大约40.14万亿公里当我们去地球旅行时，我们不能再使用宇宙飞船或飞机去探索如此广阔的空间。

在现代，人类技术还不够先进，无法实现如此惊人的太空旅行。然而，我们有自己更聪明的方法去探索和发现宇宙。

你见过一辆警车从你面前飞驰而过吗？当汽车靠近你时，警笛会很响(引起罪犯的恐惧)当汽车走得越来越远时，强烈的汽笛声就会逐渐消失。这种现象被称为多普勒效应图

:由源点

的运动引起的波长变化的影响将如何帮助我们进入太空？如上所述，人类非常聪明。我们已经注意到，多普勒效应不仅可以由声波引起，也可以由其他种类的声波引起光是电磁波，我们可以利用这一优势。

光的多普勒效应

当我们把光看作一种波时，与其他声波不同，我们可以明显地发现可见的变化而不是可听的变化但本质还是一样的

当波源(光)远离静态观察者(我们自己)时，光波到达我们眼睛的频率更少(波长增加)相反，如果光源靠近我们，频率会增加(波长变短)图

:天鹅周围水流的多普勒效应

什么是红移和蓝移？

你见过彩虹吗？

，如果有的话，你一定会注意到彩虹是由彩色丝带组成的。这是我们经常谈论的可见光谱，也是正常眼睛在正常情况下可以探测到的光谱。

多普勒效应也可以通过光谱学观察到当可见光源远离观察者时，入射光倾向于进入光谱红色区域(高波长区域)这是红移

同样，如果光源接近观察者，入射光将趋向于接近可见光谱的蓝色区域(较低的波长)这是蓝移

图:蓝移和红移(在吸收光谱中，波长在红移和蓝移时拉长，远离原始波长)

蓝色红移如何帮助我们绘制宇宙地图？

现在你对红移和蓝移有了一点了解，准备好迎接这些简单元素的惊喜吧

天文学家可以用红移来确定我们星系的方向通过测量来自邻近星系的入射光的多普勒频移并比较结果，特别是时间间隔，确定频移，从而实现对星系走向的确定。

到最远的“高红移”星系，多普勒效应为无数次精确观测铺平了道路这也让我们对宇宙的原始形态有了一瞥，那是大约13.7亿年前，宇宙历史在大爆炸时期的开端。

宇宙不是在那个时候才开始膨胀的，膨胀是一种加速。实现这些结果需要的不仅仅是多普勒效应事实上，这是宇宙自身膨胀造成的。由于宇宙一直在膨胀，大规模观察蓝移是罕见的。

宇宙中至少有三个红移，我们可以观察到

。你一定会想:为什么蓝移不那么重要？原因是宇宙一直在膨胀。因此，到达观察者时，光的波长会变长并红移。换句话说，在某些情况下确实会发生蓝移。

ⅰ型红移是由星系和邻近星系之间的相对运动引起的例如，我们的银河系与邻近的仙女座星系碰撞并经历红移。从我们的观点来看，仙女座菌株的波长减少了。当星系越来越近时，它们就会变成我们所说的蓝移。类似地，当星系离我们很远时，它们会发生红移。

第二类红移是最常见的红移形式，由于两颗静止恒星的空间膨胀，我们可以观察到虽然这两颗恒星没有移动，但它们发出的光的波长也会增加。在所有

红移中，最不明显的是第三类红移，即重力红移。因为来自大恒星的引力红移会导致光线弯曲，轻微地改变发射光的轨道，导致发射光的波长发生变化。重力对光的影响也帮助我们证实了爱因斯坦的广义相对论。在地球上观测到了

引力红移的经典例子想象你用手电筒照亮一座灯塔，通过观察光的接收和消失来测量它的波长。你会发现波长增加了，因为当你接近离地球表面的距离时，地球的引力会变得更强。这将导致时间缓慢流逝，或者时间被拉长，从而影响光的频率和波长。

探索系外行星天文学家

使用红移和蓝移来探测系外行星。这种方法叫做径向速度法

技术利用了这样一个事实:如果一颗恒星被一颗或多颗行星围绕，那么严格地说，这颗行星并不围绕该恒星运行。相反，行星和恒星围绕它们共同的质量中心运动，因为恒星比它们的行星大得多。质心在恒星内部，所以当行星围绕恒星运行时，恒星似乎会轻微摆动。天文学家可以用光谱学来测量这种摆动。

想象一颗恒星向我们靠近，它的光会出现蓝移；如果它离我们很远，发出的光会显示红移。这种变化不是光的颜色的可见变化相反，光谱学可以用来探测恒星围绕恒星-行星系统的质心相对运动时的颜色变化。

更一般地说，天文学家利用红移和蓝移来研究移动的物体，如相互环绕的双星、星系的旋转、星系团的运动，甚至银河系中恒星的运动因此，通过描绘这些恒星的运动，天文学家已经成功地跨越了“已知宇宙”的更高范围。

摘要

令人震惊的是，走得最远的人去过月球的黑暗面，这尤其是人类发达的智慧和经济的最佳表现。虽然科学技术还不是很先进，但人类仍然有探索未知的强烈愿望。我们找到了一种方法来探索已知距离1340万光年外的系外行星最远的伽马射线。我们能探索的最远的星系是GN-z11我们没有走出太空就取得了这些伟大的成就。

研究人员一直在集思广益，创造和探索新的空间探索方法，并将我们的宇宙绘制成最精确的测量图。所有这一切都是可能的，因为我们理解光的本质。我们对宇宙的理解主要基于理论和统计数据。因此，多普勒效应为红移理论奠定了基础，这是宇宙学研究领域的重大突破。今天，我们要感谢光谱学为我们理解宇宙所做的一切。如果多普勒效应的现象对人类来说还是未知的，天文学家就无法观察遥远的星系或宇宙事件，更不用说进行精确的测量了！参考文献

1。WJ百科全书

2。天文名词

3。科学ABC-Dev Lunawat-郑

如有任何侵犯相关内容，请在30天内联系作者删除

转载并同时获得授权，并注意保持完整性和注明来源