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关于哈勃定律,他们使用一个按照这一定律膨胀的气体系统:一个由水肺排出的气泡。当它到达水面时,压力变小,这个气泡便膨胀起来。其大小与压力的倒数成正比。如果有某个观察者坐在一个分子上并观察其他分子,那么相对于这个观察者,它们应当具有与距离成正比的逃逸速度。水下活动与宇宙学有些关系。

宇宙被类比为一种膨胀的气体。但随机的“本动”,对应于局部湍流,会在人们想要测量对应于给定距离d的径向速度时引入“噪声”。例如,当哈勃测量邻近星系(如向我们运动的仙女座星系)的径向速度时,他得出结论说宇宙在收缩。但这只是一个局部假象,由随机速度造成。

在你呼吸的空气中,分子的随机(热运动)速度接近400米/秒(注意它接近声速)。

同样,星系在其星系团中的随机速度介于500到1000公里/秒之间。因此,如果一个人想要正确评估逃逸速度,他就必须选择一个足够远的星系样本,使其径向逃逸速度高于这一热运动速度。

径向速度的测量非常容易且精确。它基于红移。但困难在于评估距离。这些星系离我们有多远?

历史上,星系最初被称为“星云”。有些人认为它们位于我们的银河系内部。但哈勃本人回答了这个问题,他在仙女座星系中发现了一颗造父变星,将其推至宇宙学距离:离我们超过两百万光年。

在很远的距离上,很难在这些暗淡的斑点上分辨出一颗造父变星。于是,距离评估成了一个见仁见智的问题。多年来,哈勃常数的评估一直存在争议。许多人倾向于那些符合我们星系中最古老恒星(来自球状星团)150至200亿年年龄的数值。在美国,法国天文学家德·沃库勒尔争论并倾向于得出不同的数值。

所有的目光都集中在哈勃空间望远镜上。1993年,这台望远镜以其锐利的独眼在一千万光年外的非常遥远的星系中发现了造父变星。在这样的距离上,随机速度基本上被总的径向速度所掩盖。

——太好了,天文学家们说。我们将对哈勃常数Ho进行精确测量!

但很快,这场冒险变成了悲剧。从1993年到1994年,哈勃对这些距离4800万和5500万光年的星系的测量结果,被发现比(相对于最旧的距离评估)近了40%!于是宇宙的年龄缩短了40%。1994年,《自然》杂志谈到了80至90亿年……

他比自己的恒星还年轻。天体物理学家和宇宙学家立即试图挽救旧的好标准模型,并立刻转向宇宙学常数,就像消防员面对一场智识上的宇宙大火,紧张地寻找灭火器。

这个常数很快被从萘丸中拉出来并重新激活。在图(108)上,你可以看到这个常数对膨胀的影响。

(108)

一些天体物理学家说:

——这些由哈勃空间望远镜进行的新测量,不过是一种标定宇宙学常数的方法。现在,我们知道它的值了!……

几年后,这个问题怎么样了。

两个新事实:依巴谷卫星基于视差对遥远恒星进行了精确测量。随后天文学家改变了造父变星的校准。

——这些天体比我们以前认为的更远。我们重新校准了。

仙女座星系被推远,从25亿年推到35亿年。

——呼……

我们星系中最古老恒星年龄的评估也被修订了。每个人都尽了最大努力。

顺便说一句,“宇宙与幽灵宇宙相互作用”模型(见《几何物理学A》)给出了对Ho测量值的另一种解读,给出了一个更古老的宇宙。