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宇宙膨胀的理论是20世纪初最让人震惊的理论之一，它彻底改变了我们对宇宙的认知，在之前，科学家一直都认为我们的宇宙是静态的，伟大的物理学家爱因斯坦一生有众多贡献，不过他也有计算错误的时候，在当时的年代，他也认同宇宙的大小是固定的，基于这个观点进而为了解释物质密度不为零的静态宇宙的存在，爱因斯坦加了一个宇宙常数，给他的相对论方程凑了一个答案，虽然他发现广义相对论中已经揭示了宇宙并不是静态的，但是爱因斯坦强行以笨拙的数学手段，迫使广义相对论方程式产生了一个静态宇宙的解，因为当时所有的人都认为宇宙是静态的。

不过在1927年的时候，勒梅特提出了宇宙大爆炸的理论，勒梅特是比利时天主教神父、天文学家及天主教鲁汶大学教授，他是第一个推导出哈勃定律的人，率先估算出哈勃常数的大小，比爱德温.哈勃早提出2年的时间，当时勒梅特发现了爱因斯坦广义相对论方程中的一个严格解，并就此推导初后来被称为哈勃定律的方程，即星系退行的速度正比于他与我们之间的距离，而相应的比例系数，就是著名的哈勃常数，勒梅特利用维斯托.斯莱弗观测的星系退行速度数据和哈勃发表的星系距离数据，勒梅特求得两者的比例大约等于每秒百万秒差距625千米，之后他便发表了论文。

由于他的研究报告发表在当地，几乎没有比利时以外的科学家关注，所以该相关研究在当时并没有引起太大的关注，在爱因斯坦看来，勒梅特的研究计算并没有什么问题，但他拒绝了宇宙膨胀的假说，直到勒梅特与爱因斯坦在索尔维会议上的第四次交流，这一次勒梅特在会议上详细的阐述了宇宙的变化，并指出宇宙射线可能是最初爆炸留下来的痕迹，爱因斯坦这才接受了大爆炸的假说，在1919年初，美国科学家爱德温.哈勃使用加州南部威尔逊山天文台新建成的254厘米口径胡克式反射望远镜，研究了星系红移的数据，在1923年的时候，哈勃通过一系列的研究，利用造父变星周光关系推算出了仙女座星云的距离远远大于银河系的直径。

(资料图)

第二年他写了论文《漩涡星云中的造父变星》，并且公布了他的新成果，其实造父变星是变星的一种，所谓变星是指亮度经常会发生显著变化的恒星，而造父变星是以造父一（仙王座星）为原型的一类变星，根据造父变星亮度的变化周期与绝对星等之间的周光关系能够确定星团、星系之间的距离，因此造父变星能够作为测量距离的标准烛光，简单来说就是量天尺，造父变星属于脉动变星，这种变星是由于恒星大气周期性脉动极其伴随着光谱变化而引起了亮度的周期性变化。爱德温.哈勃通过 观测银河系当中的恒星光谱，发现这些光谱出现了异常，他们所缺失的特征颜色组和我们银河系当中的恒星情况相同，但是他们全部都朝着光谱的红端移动，并且相对的位移量都是一样的，对此唯一的解释就是宇宙在膨胀，

在1929年的时候，哈勃发表了里程碑式的论文。哈勃发现，星系的红移随着距离的增加而明显的增加，所有的星系看上去都在远离我们，越远的速度越快，这一观察结果暗示了可观测的宇宙体积正在膨胀，这就是哈勃定律，这一令人惊讶的结果与之前俄罗斯科学家亚历山大.弗里德曼基于爱因斯坦的广义相对论做出的理论预言一致，多普勒效应是1842年提出来的，其主要内容是：物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化，在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高，当运动在波源后面时，会产生相反的效应，波长变得较长，频率变得较低。

宇宙膨胀的理论不仅仅打破了人类传统的认知，而且也让科学家感到非常绝望，因为从人类走出地球之后，就一直都在研究宇宙的边缘，如果说我们的宇宙一直膨胀下去，那么我们或许永远都无法找到宇宙的边缘，在宇宙不断的膨胀下，目前百分之96的星系都已经和我们失去了联系，根据科学家的研究得出，宇宙膨胀的速度已经超过了光速，所以我们周围的星系未来只会离我们越来越远，看到这里，相信很多人都会产生一个疑问，就是宇宙在不断的膨胀当中，为什么地球并没有远离太阳？其实宇宙膨胀并不是天体和天体之间相互远离，而是空间膨胀，我们可以用一个气球表示，当我们在一个空白气球画上很多黑点，当我们吹气球时黑点会因为气球的膨胀而相互远离，这就类似宇宙膨胀。

而太阳和地球之所以没有变的越来越远，是因为太阳的引力非常强大，引力最早是由著名的物理学家牛顿提出的，在1687年，牛顿提出了万有引力，万有引力是把引力看作是由质量引力的一种基本力，根据牛顿的万有引力定律我们能够知道，任何有质量的物体都是有引力的，物体的质量越大，它的引力就越大，在太阳系中，太阳的质量占到了太阳系总质量的百分之99.86，剩下的八大行星和其它物质占到了太阳系总质量的百分之0.14，从占比上我们就能够看出太阳的质量很大，所以太阳的引力也是最大的，强大的引力能够将八大行星全部吸引过来，而八大行星为了不被太阳吞噬，它们只能够不停的自转和公转。

这样能够产生离心力，离心力和引力相互平衡，所以八大行星能够稳定的围绕太阳公转，牛顿提出万有引力定律之后，他解释了天体运动的规律，而且还指出了木星、土星的卫星围绕行星也有同样的运动规律，他认为月球除了受到地球的引力之外，还受到了太阳引力的影响，从而解释了月球运动中发现的二均差，按照牛顿的万有引力定律，科学家们发现了海王星，不过牛顿认为时空是平直的，不管距离多远，引力的作用都是瞬间完成的，他认为引力和物体的质量成正比，虽然万有引力对人类的贡献很大，但是同时也存在一定的缺陷，万有引力无法解释所有物体的重力质量和惯性质量。

牛顿认为引力是能够无限距离的，如果我们的太阳突然消失，那么引力也会突然消失，而且在太阳系中，所有的天体几乎都能够用万有引力定律解释，但是水星的公转周期在100年内会有50秒的误差，在1859年，科学家根据从1697年到1848年的水星活动记录的观测数据发现，水星绕着太阳转动的这个椭圆并没有闭合，而是有一点点偏移，这让很多科学家感到疑惑，这个水星偏移现象被称为是水星近日点进动，在19世纪初，科学家发现水星进动是它受到了附近行星的引力影响造成的，但是科学家排除了所有能够找到干涉水星运动的因素后，还是有一个很小的数值偏差。

当时科学家认为，在水星的内部可能还存在一个未知的行星，它的公转速度很快，可以通过引力的影响给水星产生额外的推力，直到爱因斯坦提出广义相对论之后，这个问题才被完美的解决，爱因斯坦认为，物质的存在能够导致空间发生弯曲，当一个物体离一个质量非常大的物体越近的时候，引力就会表现的越强，而且和牛顿引力理论预测的偏差也很大，简单来说就是，在大质量的物体附近，物体所感受到的引力都要比牛的的理论预测要大，水星运动的这个偏移现象是由于太阳弯曲了周围的时空，而附近的水星在绕着弯曲时空的测地线在运动，在这个运动的过程水星也会慢慢向太阳跌落。通过广义相对论的效应计算得出水星轨道进动，也是每一百年偏移43弧秒！这间接证明了广义相对论的准确性。

地球之所以没有远离太阳，是因为太阳的引力很强大，它能够束缚整个太阳系的天体，其引力效应大于宇宙膨胀的速度，目前宇宙膨胀率大约是67千米每百万秒差距，也就是每326万光年的距离上，才会远离67千米的距离，所以只有在遥远星系之间才会相互远离，其实距离我们最近的仙女座星系都不会因为宇宙膨胀而与我们的银河系相互远离，因为仙女座星系距离地球只有254万光年，它目前由于引力的作用，反而以每秒120千米的速度靠近银河系，也就是说它们之间的引力大约膨胀速度，科学家预测在40亿年之后，银河系和仙女座星系会碰撞在一起，到时候两个星系中的黑洞将会融合在一起。

看到这里，相信很多人会产生一个疑问，就是如果银河系和仙女座星系碰撞，我们的地球会怎么样？在2020年的时候，《天体物理学》期刊上面发表了一组数据，证明人类在使用哈勃望远镜时，观测到仙女座星系外围的系晕和银河系的系晕已经有了重合的迹象，系晕是一个围绕银河系的球状区域，主要组成部分是暗物质，科学家根据研究得出，仙女座星系的光晕直径大约有200万光年，而银河系也有自己的光晕，只不过银河系的光晕要比仙女座星系的光晕小，如果将两个星系的光晕计算在内的话，那么银河系的边缘区域已经和仙女座星系开始重合，这个发现已经能够证明这两个星系之间已经开始发生碰撞。

不过我们并不需要担心40亿年后的碰撞，与其说是碰撞，还不如说是两个星系的融合，由于宇宙空间非常广阔，所以两个星系融合在一起之后，天体之间的距离也是很远的，比如说距离太阳系最近的比邻星，它和太阳有4.2光年，如果我们把太阳的直径缩小成1厘米的大小，那么比邻星就是距离太阳280公里外的一颗玻璃球，从这个比例上我们就能够看出，宇宙空间非常巨大，在仙女座星系当中有4000亿颗恒星，1600多亿颗行星，银河系中有2000亿颗恒星，400多亿颗行星，虽然看上去数量很多，但是面对浩瀚的宇宙，它们也显得微不足道，不过到时候两个星系中心的超大质量黑洞会融合在一起，形成一个更大的黑洞。

如果说人类文明能够发展到40亿年之后，那么人类就能够看到史诗级的宇宙奇观，不过在40亿年后，我们的太阳寿命和地球寿命也将走到尽头，到时候人类应该已经移民到其它星球了，目前科学家也在积极的研究移民计划，在宇宙中，现在科学家已经发现了很多类似地球的行星，比如说开普勒452b，开普勒22b，比邻星b等等，不过这些行星距离地球非常遥远，以目前人类的飞行速度还无法飞过去，所以科学家现在也在研究超光速飞行，小编认为，人类作为地球上最有智慧的生命从诞生以后就开始不断的研究世界的奥秘，人类能够在短短几千年的时间内走出地球探索宇宙，这说明人类科技发展的速度很快。

未来随着人类科技的发展，人类一定能够移民到其他星球，到时候我们能够解开宇宙中更多的奥秘，在此之前，人类需要保护好地球环境，这样人类文明才能够长久的发展下去，对此，大家有什么想说的吗？