宇宙的起源和命运印在其成分的运动上。在1920年代早期，在发现我们自己的星系是数十亿个星系之一后不久，人们发现遥远的星系正在向各个方向后退。很明显，宇宙正在膨胀，星系正在被一个均匀扩大的时空结构所撕裂。
最近，很明显，星系在这种展开的结构方面并没有静止不动。它们显示了自己的运动，从而可以深入了解宇宙的质地：质量密度波动的程度。已知的运动表明，物质在难以想象的大尺度上倾倒在一起，反映了早期宇宙中对事件知之甚少的事件。这些运动也可能回答一个关于时间另一端的问题：宇宙的膨胀会继续，还是重力最终会阻止膨胀甚至逆转它，导致宇宙重新坍缩成原始密度？几个小组，包括我所属的一个小组，正在绘制宇宙流的模式和规模。
银河系运动的宇宙学重要性在本世纪初确立，当时美国天文学家埃德温·哈勃（Edwin P. Hubble）和V.M.斯利瑟（V. M. Slipher）开始测量来自其他星系的光中光谱线的位移。这种偏移反映了多普勒效应：由于光源相对于观察者的运动而导致的辐射或声音波长的变化。大多数星系都显示出红移，这意味着这些线被移位到光谱的红色或更长波长的一侧。红移表示远离观察点的运动。
六十年后，很难理解其他星系在各个方向上后退的激进建议在1920年代初出现时听起来是多么明显。它们以与哥白尼革命一样根本的方式代表了世界观的变化;静态宇宙的概念在那时已经确立了，就像15世纪的地心宇宙一样。事实上，哈勃本人最初将他的数据解释为一个静止宇宙的证据。他相信他已经证实了荷兰数学家威廉·德·西特（Willem de Sitter）的理论分析，后者发现了爱因斯坦广义相对论方程的静态解。通过包括一个描述随着距离增加而膨胀的时间的术语，该分析产生了红移，即使没有相对运动，对于更远的星系，红移也会增加。
然而，到1930年代末，宇宙正在膨胀的想法几乎抓住了所有人，甚至是顽固的哈勃望远镜，在更远的距离上测量星系的红移是当务之急。当遥远星系的红移与它们的距离相关时，从它们的视亮度估计出来，出现了一个与人们所希望的一样简单的关系：星系的衰退速度等于它的距离乘以一个常数。这种被称为哈勃定律的线性关系的含义是珍贵的：宇宙的膨胀是均匀的。在数十亿光年外的星系中，一个存在将看到周围星系的距离和红移之间的相同关系，就像从银河系中看到的那样。到1970年代，人们普遍认为哈勃定律有第二个含义：观察到的宇宙膨胀是在大约150亿年前的爆炸性创造事件——大爆炸——中释放出来的。
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发表于 2022-9-10 12:27:14
