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宇宙是何時、又是如何誕生的?它如何變成我們所見的這樣?它將如何結束?人類自始以來一直都在討論這些問題,但是向來沒有明確的結論。現在,宇宙學家正努力尋找答案。但是,對於如此深刻的問題,如何能期望得到確定的答案呢?還有,要如何才可能探索和研究宇宙這般大的事物呢?要知道我們永遠無法到達宇宙中的大部分地區。

答案是光。

​來自宇宙中遙遠區域的光,需要數十億年才能到達我們這裡,但是這些光攜帶了六種獨特的訊號, 如果將這些資訊整合起來,天文學家就可以從中揭示出大量的資訊,而天文學家知道如何去尋找這些訊號。就像太Sunny可以被分離為我們所熟知的彩虹,分離來自遙遠天體的光也能發現不同的顏色模式,這種模式取決於光的源頭。這一獨特的光條形碼不僅可以揭示天體的化學組成,還可以告訴我們其各部分的溫度和壓力。我們還可以從光裡發現更多。

如果你曾站在一個火車站臺上,你可能會發現,不同方向的火車聽起來不同,當火車朝向你時聽起來音調較高,而遠離時聽起來音調較低。這是由於多普勒效應。接近中的物體所發出的聲波會被壓縮,而遠離中的物體所發出的聲波會被拉長。可是,這和天文學有什麼關係?聲音無法在真空中傳播。 在太空中,沒人能聽到你的呼喊!

但是,當光源以特定的速度運動時, 其發出的光也有多普勒效應。,如果光源朝我們移動,光的波長會變短,使其變得更藍。當光源遠離我們時,光的波長會變長,使其趨於紅色。因此,對於任何通過望遠鏡所觀測的天體,我們可以分析其帶有多普勒效應的顏色模式,由此可知天體的成分、溫度和壓力,同時可知它是否運動、運動的方向和運動速度。這六種測量,就像光的六個點,揭示了宇宙的歷史。

第一個研究來自遙遠星系的光的人是埃德溫·哈勃,他所觀測到的光是被紅移的。遙遠的星系都在遠離我們,越遠的星系其遠離速度越快。哈勃由此發現了宇宙正在膨脹,這也是大爆炸理論的第一個證據。除了說可見宇宙從一個密度極高的點,開始持續膨脹以外,這一理論的重要預言之一是,早期宇宙只有兩種氣體:氫氣和氦氣,其比例約為三比一。這一預言也可以通過光來驗證。

如果我們觀測來自宇宙中一個遙遠而安靜的區域的光 並把它分離開來,我們的確發現了這兩種氣體所留下的訊號,且呈現正確的比例。大爆炸理論的又一勝利。

雖然我們知道可見的宇宙正在膨脹,但引力會踩下剎車。但是針對來自遙遠的瀕死恆星的光的測量,告訴我們它們比預想的還要遠。因此,宇宙膨脹實際上正在加速。看來有什麼東西正在推動它,很多科學家相信這是暗能量,暗能量構成了2/3的宇宙,並在緩慢地撕開宇宙。我們對於物質行為的知識 以及我們的儀器所具有的精度,

意味著僅僅通過觀測遙遠的恆星就能告訴我們宇宙的很多故事,遠超我們過去的想象。但是還有其它未解之謎,比如暗能量的本質,至今我們還是一無所知。

很多事物或許我們永遠都不會得到答案,但是在探索追尋的過程中,我們也能不斷成長。

心中裝著許多沒有答案的問題不也很有趣麼?

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