Question

有哪些证据可以证明宇宙自身在膨胀？

1月13日，天文学家最新的观测和测算结果显示，宇宙已有137.7亿年的历史，正负误差为4000万年。

Answer 1

哈勃观测到更遥远的星系有较大的衰退速度，证明宇宙自身在膨胀。

Answer 2

有很多天文学家通过观测发现，宇宙正在膨胀。这是最有力的证据了。

Answer 3

早在爱因斯坦之前，也就是100多年以前，当时的人普遍认为：宇宙是永恒的。

具体来说就是，宇宙并不存在一个起点，也没有一个终点，而是永恒不变的、静态的，一直都是一个样式。

这样的理念其实是很常见的，至今还有很多人秉持着这样的看法。在以前，牛顿也是类似的宇宙观，爱因斯坦亦是如此。


广义相对论场方程

到了1905年，爱因斯坦提出了四篇具有开创性的论文，其中两篇后来被合称为狭义相对论。在狭义相对论当中，爱因斯坦提出了全新的时空观，认为时间和空间并非是分立的，而是应该合并起来看，并称为时空。到了1915年，爱因斯坦在狭义相对论的基础上，开始推广广义相对论，并且得到了一个描述宇宙的方程，也被称为广义相对论场方程。看不懂这个方程没关系，你只需要知道一点，那就是这个方程预示着宇宙会膨胀。


所以，是广义相对论的场方程预言了宇宙的膨胀。但是，这和爱因斯坦的观念是不符的，上文我们也提到了，爱因斯坦认为宇宙是永恒不变的，所以就不太可能是有起点和膨胀这种事。于是，爱因斯坦为了让广义相对论场方程符合自己的预期，就在这当中加了一个宇宙学常数。

Answer 4

通过哈勃远望镜的观察发现了红移现象，就是说：离我们距离较远的星系，离我们越来越远，而且速度越来越快，所以可以得到宇宙是在不断的、且越来越快的膨胀。

Answer 5

根据多普勒效应，红移现象告诉我们宇宙中所有的一切都在不断的离我们远去，而红移的程度告诉了我们物体远离我们的速度。有一种特殊的白矮星，它会发出固定波形的波电磁波，我们很容易在宇宙中检索这种白矮星，也很容易能计算出它的红移量，进而计算出它远离我们的速度。我们想要知道膨胀的速度是加快还是减慢，我们还要知道在不同时间的红移。但是如果去一百万年后再测量同一个星体的红移，误差会会相当大，而且我们也不可能等100万年。这时候宇宙的广度给我们提供了解决方案。100万光年外的红移，是100万年前发出的光，是100万年前的数据，由此我们就可以推算出宇宙膨胀的速度是否在不断的加快。