• 【宇宙迷宮】聲源距離速度影響音調高低 多普勒效應證宇宙膨脹
  • 2020-02-22    

 

睇壹仔不止要娛樂,也不止要看踢爆,而是要有「得益」,得益包括思想上和知識上,我們才不會白活一場,這個《宇宙迷宮》節目,由科普達人李偉才先生,帶大家進入宇宙,了解自己所處的時空。了解宇宙的大,安份自己的小。(編按)

大家有沒有留意到當我們站在行人路上,如一輛救護車或消防車正鳴笛經過,笛聲之前的音調會較尖,而車輛過後就會變得較沉?「那很正常,有什麼特別呢?」你可能會這樣問。那就證明你做不了科學家。

說笑而己!事實上,人類只在百幾年前才充份了解這個現象。在1842年,奧地利科學家多普勒指出,一個發聲的物體正朝著我們運動的話,聲波震盪到達我們的時間間隔,會較它靜止不動時縮短了,以至我們接收到的聲波頻率上升,亦即音調較高。

相反,如果發聲的物體正在遠離我們,每次震盪到達我們的時間間隔會拉長了,以至我們接收到的聲波頻率下降,亦即音調較沉。這個現象,我們稱為「多普勒效應」(Doppler Effect)。

令人意想不到的是,這個看似平凡的原理,不但能夠解釋日常生活的現象,更可大大加深人類對宇宙的了解。原來在二十世紀初,天文學家在研究銀河系以外的眾多星系之時,發覺它們的光譜都向紅光方向偏移。須知在光譜的「紅、橙、黃、綠、青、藍、紫」的七色當中,以紫色的頻率最高,而紅色的頻率最低。基於「多普勒效應」原理,這個「星系光譜紅移」的現象表示所有這些星系都正在遠離我們。

為什麼會這樣呢?莫非我們的銀河系正處於宇宙的中央?但科學家很快便得出結論:這當然不是因為我們處於宇宙的中央,而是因為整個時空正在膨脹帶來的結果,而處於任何一個星系之上的人,都會看到同樣的現象。

科學家為什麼會這樣想?原來愛因斯坦在1910年發表的「廣義相對論」之中,已經預測了「時空膨脹」的可能性。觀測與理論的高度脗合,於是就令人類發現了「宇宙膨脹」這個驚人的事實。

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