1.声音的多普勒效应:
多普勒移频方程 :f'= f(v声音-v接受)/(v声音-v发射)
接收方与发射方的移动存在很大的不对称性
2.电磁波也存在移频
f' = f ( (1-β)/(1+β))1/2 ,β = v/c ,v是发射与接受间的相对速度
靠近时, β大于零; 远离时,β小于零
在狭义相对论下,绝对速度没有意义,只有相对运动才有意义
接受波长 λ' = c/f' = λ ((1+β)/(1-β))1/2
v是径向速度,及速度在两者距离向的分量
3.天文学中,测定恒星的径向速度
接受波长变长,红移,说明恒星在远离我们
相反则是蓝移
红移的典型速度约是100-200 公里每秒
哈勃定律: 速度与距离的线性关系 v = Hd ,H = 72, d的单位是百万秒差距
一百万秒差距等于3.26 10 6 光年,等于3.1 1019 km
4.宇宙大爆炸假想
d = vt = Hd t, 所以t = 1/H ,约为4.3 10 17s ,14billion 年
考虑万有引力的减速作用,宇宙可能是120亿至140亿岁
5.视界,可观察的最大距离,宇宙的边缘
c =Hd , d为140亿光年, 此时波长变为无穷大,无穷大的红移
假设宇宙是球体膨胀,可以计算得到 H= 1/R dR/dt, 它是时间的函数, R很小时,接近零
6.假设宇宙不再膨胀,H会变为零
宇宙继续膨胀还是塌缩取决于宇宙平均密度
ρ0= 3/(8πG)H02 , 10 -26 kg/m3.(能量也是质量)如果平均密度小于它,继续膨胀,宇宙是开放的。否则是闭合的,会坍塌.
"有人说世界将毁灭于火,有人说毁灭与冰,根据我对于欲望的体验,我同意毁灭于火的观点,但如果它必须毁灭两次,则我想我对于恨又足够的认识,可以说在破坏一方面 冰也同样伟大且能够胜任" --罗伯特 弗罗斯特,1920《火与冰》
"这就是世界结束的方式,并非一声巨响,而是一阵呜咽" -- 艾略特