问伊桑:那些蓝移星系都去哪儿了?
即使在宇宙膨胀的情况下,我们理论上也应观测到既有红移也有蓝移的星系。但实际观测到的星系几乎全部呈现红移。原因如下。
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葡萄干面包宇宙膨胀模型:宇宙空间如同面团,其中的星系如同葡萄干,随着面团膨胀,葡萄干之间的相对距离增大。任意两颗葡萄干相距越远,其发出的光在抵达观测者时所表现出的红移就越大。宇宙膨胀理论所预言的红移—距离关系已得到观测证实,但目前采用不同方法测量宇宙膨胀速率所得结果存在差异,尚未达成一致。
即使在宇宙膨胀的背景下,引力也会将星系朝各个随机方向拉扯,理论上朝向我们运动的星系数量与远离我们运动的星系数量大致相等。 然而,当我们观测宇宙中的星系,尤其是那些距离我们非常遥远的星系时,它们几乎全部表现出红移现象,而具有蓝移现象的星系则极为罕见。 这一现象背后存在深刻的原因,关键在于不同尺度上起主导作用的物理效应:在局部尺度上,引力主导形成星系的本动速度;而在大尺度上,宇宙整体膨胀主导形成哈勃流。
在宇宙中,存在一种引人入胜的现象:几乎所有位于银河系之外的星系都展现出这一特性——它可能源于光源与观测者之间的相对运动,可能源于光源与观测者之间时空曲率的差异,也可能源于光在传播过程中所穿越的空间本身正在拉伸与膨胀。
然而,如果宇宙中起主导作用的是引力质量(如星系)之间相互吸引所产生的效应,那么我们理应观测到红移星系与蓝移星系的数量大致相等;但实际观测表明,蓝移