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如果宇宙真的在膨脹，就像許多專(zhuān)家所說(shuō)的那樣；那么，用外行的話來(lái)說(shuō)，為什么不可能確定宇宙的中心呢？

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最初的回答：如果宇宙真的在膨脹，就像許多專(zhuān)家所說(shuō)的那樣；那么，用外行的話來(lái)說(shuō)，為什么不可能確定宇宙的中心呢？

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問(wèn)：如果宇宙真的在膨脹，就像許多專(zhuān)家所說(shuō)的那樣；那么，用外行的話來(lái)說(shuō)，為什么不可能確定宇宙的中心呢？

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答：因?yàn)榫蜎](méi)有一個(gè)那樣的中心。

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可能需要一些文本來(lái)解釋其原因，我先對(duì)將要出現(xiàn)的大量圖文表示歉意。

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這是我們?cè)谕h(yuǎn)鏡中看到的：

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圖源：quora

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豎向“磁力”軸測(cè)量的，是遙遠(yuǎn)星系中，1A型超新星的表現(xiàn)亮度，比如，這顆超新星看上去有多亮。橫向“紅移”軸測(cè)量其光譜中的光向紅移了多少。

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那為什么我們要測(cè)量這兩樣呢？

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讓我們從亮度開(kāi)始。 1A型超新星的形成時(shí)，白矮星通過(guò)吸食鄰近恒星的外層從而“吞噬”整個(gè)恒星，因此其質(zhì)量也大幅增加。當(dāng)它們達(dá)到特定質(zhì)量時(shí)—準(zhǔn)確地說(shuō)是1.4個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量—它們?cè)僖矡o(wú)法支撐自己的質(zhì)量了，它們會(huì)因此向內(nèi)坍塌，進(jìn)而爆炸。爆炸總是在這樣的質(zhì)量時(shí)發(fā)生，因?yàn)榘装沁M(jìn)食過(guò)多，而使質(zhì)量逐漸攀升，因此它們總是釋放出完全相同的能量。這意味著它們始終具有完全相同的亮度

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但是，就像汽車(chē)前燈在遠(yuǎn)處顯得較暗，在接近時(shí)會(huì)更亮，恒星和超新星也在遠(yuǎn)處顯得較暗。我們知道距離和亮度之間的關(guān)系--這稱(chēng)為平方反比定律。如果將距離增加一倍，則光的傳播面積將增加四倍，這意味著每平方米的光量是原始光量的四分之一。這也意味著，如果我們知道某個(gè)物體的真實(shí)亮度，并且可以測(cè)量它看起來(lái)有多亮，我們就可以測(cè)量出距離。這意味著表現(xiàn)亮度就是測(cè)量遙遠(yuǎn)超新星的一種標(biāo)尺。圖表中的點(diǎn)越高，超新星的距離就越遠(yuǎn)。

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紅移軸測(cè)量了另一件事：超新星的光向紅移了多少。通常用納斯卡賽車(chē)或一級(jí)方程式賽車(chē)經(jīng)過(guò)路旁某人的鏡頭來(lái)解釋?zhuān)耗阒赖模欠N改變了音高的汽車(chē)呼嘯聲。這是因?yàn)槠?chē)向你靠近時(shí)，聲波被壓縮了；而駛離你的位置時(shí)，聲波會(huì)擴(kuò)大。較短的聲波音調(diào)較高，較長(zhǎng)的聲波音調(diào)較低。

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光實(shí)際上可以做差不多的事情。如果光源向你移動(dòng)，則波長(zhǎng)會(huì)被壓縮，光看著會(huì)更藍(lán)。如果光遠(yuǎn)離你，則波長(zhǎng)會(huì)擴(kuò)展，意味著光線變紅。它移開(kāi)的速度越快，光線就會(huì)變得越紅。因此，通過(guò)測(cè)量遙遠(yuǎn)超新星的顏色，我們可以測(cè)量它在以怎樣的速度離開(kāi)我們。

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這張圖告訴我們的就是：超新星離得越遠(yuǎn)，它離開(kāi)我們的速度就越快。

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看了這么多，如果你還沒(méi)有睡著的話，那么你可能得出結(jié)論，如果一切都在遠(yuǎn)離我們而去，那意味著這里就是宇宙的中心！

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額……差不多吧。還有另一件事要看看。 想象一下，我們將上面所有有超新星的星系都包括。 我們知道他們所處的方向，也知道距離，因此我們可以繪制他們現(xiàn)在的位置的地圖，向這樣：

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圖源：quora

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不僅如此，我們還知道它們駛離的速度。 也就是說(shuō)，我們可以知道，比如說(shuō)一百萬(wàn)年前，它們所在的位置。 然后我們就得到一張看起來(lái)像這樣的地圖：

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圖源：quora

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然后將一張圖放在另一張上，如下所示：

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圖源：quora

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現(xiàn)在，你幾乎可以看到紅移、速度和距離之間的關(guān)系了。

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“啊哈！ 證實(shí)了！ 靠近中間的那個(gè)星系一定是宇宙的中心！”

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是嗎？ 你可以通過(guò)其他方式來(lái)覆蓋地圖，例如：

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圖源：quora

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或者像這樣：

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圖源：quora

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或者這樣：

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圖源：quora

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無(wú)論你將哪個(gè)星系指定為“家”，宇宙看起來(lái)都一樣。無(wú)論將望遠(yuǎn)鏡放在何處，您都將發(fā)現(xiàn)距離和速度的關(guān)系是完全相同的。

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這意味著宇宙沒(méi)有真正的中心。宇宙并不是只從某一點(diǎn)開(kāi)始擴(kuò)張的。它從各個(gè)點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展。

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你取消了之前的氣球類(lèi)比，挺可惜的，因?yàn)檫@就是氣球類(lèi)比怎么產(chǎn)生的。有人認(rèn)為，如果你有一個(gè)二維的宇宙圖，就像上面那些圖，然后將其包裹在氣球的表面上，然后對(duì)氣球充氣，那你就有了一個(gè)很好的宇宙膨脹模型。無(wú)論你關(guān)注哪個(gè)星系，都將看到完全相同的變化。

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擴(kuò)展的氣球表面上沒(méi)有中心。它只是擴(kuò)展。如果真的有中心的話，那就是在表面之外，即在宇宙之外。而我們的大腦通常想象不出啥是“宇宙之外”，所以我們常常在“宇宙在膨脹”這里就停住了，不往下想了。少點(diǎn)兒頭疼。

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聽(tīng)起來(lái)挺迷幻的，但這就是宇宙的表現(xiàn)方式。

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如果你想知道科學(xué)家是如何得出這個(gè)結(jié)論的，而且還沒(méi)覺(jué)得昏昏欲睡的話，那可以看看下面這篇文章：

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克里斯特· 桑德林的回答：科學(xué)家如何得出大爆炸理論的？我們從哪里得到“過(guò)去什么都沒(méi)有”的想法的？

作者: quora

FY: 大恐龍龍

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