最遥远的恒星,距离地球280亿光年,为何光传到地球只用129亿年?
哈勃太空望远镜自从开始启用后,就给人类带来了许多的惊喜。举个例子,1995年,有个组织决定用哈勃望远镜朝着天空中,最暗的一个天区进行长达10天的曝光,就是下图中黄色边框的这一小块区域。
当时的天文学家十分愤怒,因为哈勃望远镜作为珍贵的观测资源,天文学家们都在排着队等着使用这个望远镜来完成科研项目,可却要用来拍摄最暗的天区,在他们看来这无疑是在浪费资源,根本不会有什么成果。可是随着拍摄照片的公布,整个天文学界都震惊了。因为就在这么小的一个区域内,哈勃望远镜拍摄到了3000多个星系,下图中每一个小点都是一个和银河系同等级别的星系。
随后在2003年,哈勃望远镜又进行了一次尝试,这次朝着天炉座的一小片区域进行了长达4个月的观测,结果拍到了10000多个星系。
哈勃望远镜的这几次尝试,一次次颠覆了天文学家对宇宙的看法。2022年3月30日,《自然》(nature)杂志上刊登了一项利用哈勃望远镜观测的研究成果,这次哈勃望远镜又给科学家带来了新的惊喜。
这个惊喜就是哈勃望远镜观测到了一颗遥远的恒星,并把它命名为:埃伦德尔(Earendel),这个单词“Earendel”是个古英语单词,它的原意是“晨星”或“冉冉升起的光芒”。
埃伦德尔是迄今为止观测到的距离我们最远的一颗恒星,距离地球280亿光年,打破了哈勃在2018年创造的观测记录。
研究团队经过研究发现,这颗恒星的质量可能比我们的太阳大50到500倍,亮度可能是太阳的数百万倍。
这颗恒星大概是在宇宙大爆炸9亿年后诞生的。而我们要知道的是,根据宇宙学的研究,宇宙大爆炸大概诞生在137.99(± 0.21)亿年前,为了方便,我们可以近似看成是138亿年前。
那么这就意味着,这颗恒星是诞生于129亿年前,而我们观测到它的星光正是在它诞生的时候,也就是说,这个星光传播了129亿年前,抵达地球,然后被哈勃望远镜观测到了。
那这就会带来一个巨大的悖论。我们都知道,根据爱因斯坦的相对论,光速不变原理可以推导得到,物质、能量和信息传递的极限速度是光速,也就是近似3*10^8m/s。
这个恒星的星光只用了129亿年就传到了地球,照理说,129亿年,只够光跑129亿光年的,而这颗恒星现在距离地球是280亿光年,整整多出了151亿光年。而光还不能变得更快,那么多出来的151亿光年到底是咋来的?难道是爱因斯坦的相对论错了吗?
宇宙大爆炸要了解这个问题,我们还得从宇宙大爆炸理论说起。相信很多人第一次听说宇宙大爆炸都会觉得这个理论有点离谱,甚至有点胡扯的意味。可是在近100多年来的发展中,宇宙大爆炸已经成为了主流的科学理论,是天文学分支中宇宙学的一个基石性理论。
这个理论的起源也和爱因斯坦有关。话说当初爱因斯坦在1915年提出广义相对论时,就得到了一个很奇葩的方程。这个方程意味着宇宙应该是随着时间变化而发生变化的,也就是说,宇宙是动态的,不是静态的。
但是爱因斯坦认为,宇宙在大尺度上就应该是静态的。于是,他按照自己的意愿往方程里加了一个参数:宇宙常数,只要参数取值合理,那宇宙就会在大尺度上静态。
不过,后来一些科学家认为,这个做法不靠谱。不仅如此,还有人拿出了证据,巧的是这个人就是天文学家爱德温·哈勃,哈勃望远镜就是以他的名字命名的。
哈勃一直观测银河系外的星系,他就发现一个奇怪的现象,这些星系绝大多数都在远离我们,而且距离越远,远离的速度就越快。那这能说明什么呢?
这个事情说明:宇宙应该是在膨胀的,如果只是天体自己在运动,星系应该是有的在远离我们,有的在靠近我们,不可能出现哈勃发现的这种现象。也就是说,哈勃直接从观测的角度证明了宇宙应该是动态的。
后来,一群以伽莫夫为代表的核物理学家在前人的基础上,做出了宇宙大爆炸模型。他们认为按照哈勃的观测来看,如果逆着时间倒推回去,宇宙应该是起源于一个“奇点”的大爆炸,随后宇宙的空间开始剧烈的膨胀。
这些核物理学家还提出了两大证据,一个是宇宙大爆炸留下的“余温”:宇宙微波背景辐射,一个是宇宙的元素质量比例:氦元素丰度。后来,这两个关键证据也被科学家们找到。这才使得宇宙大爆炸成为了主流的科学理论。
后来,宇宙大爆炸理论又经历了多次进化和迭代,成为了宇宙学中标准宇宙模型的基础。根据现在我们对于宇宙大爆炸的了解,我们知道,宇宙在诞生之后的一秒内发生了很多事情,其中有一个事情就是:空间的剧烈膨胀。
由于空间不是物质、信息、能量,它是不受光速限制的,是可以超光速的。而在宇宙早期,膨胀速度也异常的猛烈,比如,根据科学家阿兰古斯等人的研究,宇宙经历过暴胀时期,此时的膨胀是呈指数增长的, 从大爆炸后10^(−36)秒开始,持续到大爆炸后10^(−33)至10^(−32)秒之间,宇宙经历了100次加倍,变大到了原本的10^30倍。
不仅如此,在过去的138亿年里,宇宙是一直都在发生膨胀的,膨胀到现在,依然还在膨胀。而且根据1998年两个科研团队的研究来看,宇宙大概40亿年前,从原本的减速膨胀,转变成了加速膨胀,这两个科研团队的主要成员因此获得了2011年的诺贝尔物理学奖。
需要考虑宇宙膨胀所以,这颗恒星的星光虽然是经历了129亿年才抵达地球,但如果我们考虑到宇宙膨胀效应,那么结果就完全不同了。根据研究团队的研究发现,这颗恒星是在宇宙年龄的6%时诞生的,当时它距离银河系的距离是40亿光年。
而此时它产生的一部分星光就朝着银河系传过来,但由于宇宙一直在膨胀,所以虽然当时的距离只有40亿光年,但这光整整跑了129亿年才抵达地球,而此时由于空间膨胀也在带着这颗恒星退行,所以在过去的129亿年里,它也在逐步离我们远去,根据测算,它现在的位置已经退行到了距离我们280亿光年的位置。
不仅如此,这颗恒星还会继续退行,离我们越来越远。中国先秦诸子中有一位名为:尸子。他就曾经在他的著作《尸子》中有过一段对于宇宙的描述:
上下四方为宇,古往今来为宙。
意思是“宇”指的是空间,“宙”指的是时间,宇宙就是空间和时间的集合,这已经比较接近于现代科学对于宇宙的定义了。
这也给我们一个启示,在了解宇宙的一些现象时,空间和时间两个维度都是重要的参数,不同的时间对应着不同的空间,反之亦然。
根据现在的科学理论,最早的一批恒星应该是诞生于宇宙大爆炸发生后2亿年前后,也就是说距今136亿年前后。
所以,虽然这颗恒星已经是我们观测到距离我们最远的恒星,但理论上还存在着很多距离更远的恒星,只是由于技术等原因,我们还没有观测到它们的存在。
哈勃望远镜已经服役了30多年,而它的继任者詹姆斯·韦伯太空望远镜已经成功发射,抵达预定地点,并拍摄了一些照片。或许,在未来,詹姆斯·韦伯太空望远镜可以观测到那些距离我们更遥远的恒星。
#宇宙##地球#
求解答这正常吗
项目右眼左眼
球镜(S)
1.00
远视100度
0.50
远视50度
柱镜(C)
-0.25
散光25度
-0.25
散光25度
轴位(A)172.0129.0
瞳距(PD)61.0
为什么要纪念一二九运动?
今天是一二•九运动85周年纪念日!
背景:1931年日本发动九一八事变,由于国民政府的不抵抗政策,导致东北全境沦陷,第二年日本成立伪满洲国。1933年,日军侵略热河,中国军队撤出热河。1935年日本又制造华北事变,妄图把华北变成第二个伪满洲国。国民政府和日本签订《何梅协定》,把河北东部划为非武装区。中日矛盾逐步上升为主要矛盾。面对日本的步步紧逼,国民政府一再退让,中国人民忍无可忍,爆发抗议。
过程:1935年12月9日,北平(今北京)的大中学生为了抗议冀察政务委员会的成立,在中国共产党的领导下,走上街头,高呼口号“打倒日本帝国主义”,“反对华北自治”“停止内战,一致抗日”等,游行学生遭到国民党军警的镇压,皮鞭殴打,水龙喷射,当时的北平已是冰天雪地,滴水成冰。面对军警的蛮横,学生没有屈服。最后,由于学生的抗议,冀察政务委员会被迫延期成立。这就是一二•九运动。
意义:一二•九运动掀起了全国抗日救亡运动的新高潮,促进了中国共产党抗日民族统一战线政策的形成。
一二九运动是新民主主义革命时期中国共产党领导的重大学生运动,展现了青年学生爱国主义精神和以天下为己任的情怀,永远激励青年一代奋发向上。一二九运动永远值得纪念,它留给我们的精神财富需要永远铭记!
双下肢红肿疼痛,以为是简单的感染,原来是可怕的创伤弧菌感染
在门诊时候看过很多下肢感染的病人,大部分通过常规的治疗配合中医予以祛瘀排脓,活血止痛等治疗后缓解,但是也会遇到比较棘手的病例,比如说可怕的创伤弧菌,今年我们病区就碰到这样的病例,给大家分享,也给大家一个提醒,不要小看感染。
65岁男性患者因.“双下肢疼痛3天”入院。 患者于3天前无明显诱因出现双下肢疼痛,呈持续性酸痛,右踝肿痛明显,活动受限,当时无昏迷史。在本院门诊诊治,予以敷药治疗,效果欠佳。患者双下肢仍有红肿热痛。入院查体:T: 36.7℃ P:100次/分 R:18次/分 BP:115/90mmHg,专科检查:脊柱未见明显侧弯,双下肢疼痛,右足肿痛,右足跟部压痛明显,右踝关节活动受限,双侧小腿皮温偏高,提踵试验可完成,双下肢肌力V级,足背动脉搏存在,肢端血运尚可。生理反射存在,病理反射未引出。辅助检查:2021-10-17 本院右踝CT:1.右踝关节周围软组织肿胀,右踝、足未见明显骨折征象,建议复查或CT检查。2.右内踝骨质增生。 右跟骨骨刺形成。2021.10.17血常规;白细胞9.1*10^9/l,中性粒百分比:91.9%,淋巴细胞百分比5.9%,红细胞计数3.5*10^12/l,血红蛋白129g/l,血小板计数36*10^9/l,CRP66.3g/l。肾功能:尿酸487umol/l。血气示:氧分压66mmHg。
入院后患者神志清,精神可,生命体征平稳,当日16:50患者诉身热乏力,右踝部红肿热痛明显,体温38℃,立即予心电监护,鼻导管吸氧,测血压86/55mmHg,心率120次/分,氧饱92%,无头晕头疼,无畏寒寒颤等不适。改Ⅰ级护理,告病重,开通双静脉通路,急查生化、凝血、PCT、BNP等指标,提示:感染指标明显升高,血小板明显偏低,心功能、肾功能、凝血功能均异常,白蛋白低。请内科、外科、重症医学科紧急会诊后,考虑感染性休克,立即予抗感染、扩容、升压对症支持治疗,并予留置导尿。19:15患者神志清,精神倦怠,心电监护示多项生命体征异常,有多器官功能衰竭及生命危险。
多方会诊后重症医学科医师认为患者发热,中性细胞、CRP、PCT较高,考虑感染严重,予以积极使用抗生素泰能治疗,并关注血象变化,必要时转ICU 或上级医院进一步治疗。内科医师认为患者体温升高,精神倦怠,感染明显,且血压持续偏低,灌注不足、有多脏器衰竭及生命危险,鉴于本院条件不足,建议转上级医院进一步治疗。外科医师认为病人病情较重,且外科管理能力有限,病情变化时恐得不到相应及时处理,建议转ICU 或转院治疗。综合会诊建议,目前治疗方法治疗后情况未见明显好转,同意转ICU,ICU血培养示创伤弧菌感染,予抗感染、多次输血,以及营养对症治疗后好转出院。
思考:创伤弧菌感染是一种致死率极高的疾病,病情变化快,需要早发现、早治疗,对于我院骨科、外科等是极少碰到的疾病,缺少临床经验。脓毒性休克,不同于其他类型休克,患者精神表现正常,仅表现为血压低、发热,如果不能及时发现、及时处理,后果不堪设想。根据临床经验结合检验检查结果、病人状态,迅速判断患者休克状态,及时指导下级医生行升压、扩容的治疗,及时联系内科、ICU多方会诊,最后明确诊断,在ICU系统治疗下,病情逐步恢复。