宇宙学
红移(redshift)
红移,是当光源飞快地离你远去时,光发生的变化:波被拉长,向彩虹中更长、更红的那一端滑去。这个把戏你其实早就熟悉——救护车的警笛在从你身边疾驰而过的那一刻,音调会陡然变低。光也是一样,只不过变的不是更低沉的音,而是更红的颜色。
这正好成了天文学最有力的工具之一。把一颗恒星或一个星系的光分解成各种颜色,再量一量那套光的图案朝红端移了多远,天文学家就能判断那个天体正以多快的速度远去。对于近处的天体,这就是一个干脆的速度;而对于极其遥远的星系,这种偏移反映的其实是空间本身在被拉伸——这一点我们马上就会讲到。不管是哪一种,红移越大,退行得就越快。
它最著名的高光时刻出现在1920年代:哈勃(Edwin Hubble)注意到,几乎每一个遥远星系的光都是红移的,而且星系离得越远,逃离得越快。唯一诚实的解释令人震撼:整个宇宙正在膨胀,把星系们彼此带开,就像正在发酵膨胀的面包里的葡萄干越离越远。一个常见的误会:这些星系并不是单纯地在空间中朝远离我们的方向飞奔——而是空间本身在被拉伸,光波也就随着它一同被拉长。
一个十亿光年外的星系,它的光抵达我们时明显比出发时更红——这是宇宙正在膨胀留下的指纹。
它的反面叫「蓝移」:当光源朝你靠近时,光被压成更短、更蓝的波。仙女座星系是少数正朝我们而来的近邻之一,所以它的光是蓝移的——几十亿年后,它将与银河系迎面相撞。
又称
另见