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  • 1 # 嗷熬滴神

    在我們今天的宇宙中,由於宇宙在膨脹,來自遙遠星系的光出現紅移。因此,離我們更遠的物體後退的速度似乎比單純的膨脹率外推會更快,這是因為我們的宇宙不僅包含物質和輻射,還包含暗能量。膨脹率隨時間變化的方式取決於宇宙是由什麼組成的。在大爆炸後的頭幾千年裡,輻射占主導地位。在那之後的數十億年裡,物質主宰一切。而今天,是暗能量。但是在大爆炸之前,宇宙以指數級的速度膨脹,這使得宇宙變平,並在任何地方賦予它均勻的性質。這是在宇宙膨脹時期。

    指數膨脹意味著膨脹率不會隨著時間的推移而變慢,當遠處的點以越來越慢的速度相互遠離時,膨脹率不會下降。因此,隨著時間的推移,遠處的距離會增加一倍,然後是四倍,八倍,十六倍,三十二倍等等。

    因為擴張不僅是指數級的,而且速度快得令人難以置信,“倍增”的時間間隔大約是10的負35次方秒。也就是說,經過10的負34次方秒的時間,宇宙大約是它最初大小的1000倍;經過10的負33次方秒,宇宙大約是它最初大小的10的30次方倍;經過過去了10的負32次方秒,宇宙大約是最初大小的10的300次方倍,以此類推。指數函式並不因為它快而強大,;它如此強大,是因為它是不間斷的。

    也就是說膨脹速度遠遠大於光速了[來看我][來看我][來看我]

  • 2 # 咔優洛克

    觀測到多遠不重要,重要的是138億年前誕生的宇宙,這一百三拾八億年前的宇宙,是用什麼方法加以確認出來的,有這方面的測似規律嗎?讓我們反回到穿越行成宇宙時的情景,那我們該多年青了,觀測到930億光年的距離,這個巨離指的是空間的多遠,而138,是但生的宇宙,觀測到的930億光年遠,是由於宇宙膨脹的距離。

  • 3 # 寒蕭99

    這個說法不準確,這個930億光年應該是可觀測宇宙的範圍,是可觀測宇宙的直徑,而不是我們可以觀測到930億光年那麼遠。

    關於可觀測宇宙,指的是理論上可以觀測到最大的範圍。這個範圍是根據觀測資料和理論計算出來的,根據對星系運動的測量,可以得出哈勃常數,這是一個反應空間膨脹的係數。目前測量的這個數值是67千米/秒/百萬秒差距,意思就是說距離每增加326萬光年,空間膨脹的速度就會增加67千米/秒。

    這樣計算下來,當距離達到465億光年時,空間膨脹的速度就會超過光速,當然,這個速度不是真實的超過光速,而是視速度。但即使是這樣,那裡的天體從我們這裡觀測到的速度就是光速了。

    因此,超過這個距離的天體,我們是無法觀測到它們的資訊了,因為對方的資訊傳遞速度要慢於空間膨脹的速度。

    這就是可觀測宇宙的概念,也就是理論上可以觀測到的最遠距離,而我們實際上還觀測不到這麼遠。

    而宇宙的年齡,則是根據對空間的膨脹速度,各個天體的年齡測定等一些列的資料綜合而得到的結論。

    至於說為什麼138億年的年齡會出現遠遠於930億光年範圍的宇宙,這是因為早期宇宙膨脹的速度遠遠超過了光速,所以才會產生這樣的現象。

  • 4 # 星辰大海路上的種花家

    為什麼說觀測到930億光年遠,而宇宙卻是138億年前誕生?

    這個問題有一句經典非常的回答,“一個人的身高和他的年齡有直接關係嗎?”,差不多能噎死你!但你也可以一句話噎死他,“愛因斯坦告訴我們,任何有質量的物體不可以超過光速!”,這下應該輪到對方說不出話來了!不過這並沒有解決問題,只是把問題弄得更復雜了。

    宇宙的大小到底是怎麼算出來的?

    勒梅特透過愛因斯坦的廣相引力場公式發現了宇宙正在膨脹,因此他提出了宇宙大爆炸說,而哈勃則透過望遠鏡的觀測將宇宙膨脹實錘,並且透過觀測取得了這些天體膨脹的速率,也就是哈勃常數,那麼理論上就可以根據宇宙學模型計算出宇宙的年齡與當前宇宙的大小了,其實然並卵,現代宇宙年齡和大小計算需要的引數要複雜得多。

    宇宙的大小和年齡計算公式

    其中有一個尺度因子,是什麼意思呢就是宇宙並不是勻速膨脹的,不同階段膨脹的速度並不一樣,紅移值和哈勃常數還比較容易理解,現代天文測量的宇宙幾乎就是平直的,所以曲率被省略了,還有輻射佔比太小,也被忽略,剩下的是物質和宇宙常數了,這兩個確定不太容易,但在1998年暗物質和2013年歐空局普朗克衛星測量後都取得了比較一致的意見。

    所以最後計算出的宇宙的年齡大約是138.2億年,相對應的可觀測宇宙大小是930億光年。很多朋友將宇宙的大小理解成930光年,但資料中都寫了可觀測宇宙,這非常有意思,我們下文中繼續來簡單描述下。

    為什麼138億年的宇宙,卻又930億光年的大小?

    假如根據愛因斯坦的光速不可超越理論,那麼138億年前的大爆炸產生的宇宙,即使以上限膨脹,那麼整個宇宙也不過276億光年而已,有何來930億光年呢?這裡你會發現會有兩個問題:

    宇宙膨脹為什麼可以超過光速?宇宙膨脹為什麼能超過光速?

    這兩個問題咋看都一樣,但其實所含的意義完全不一樣,宇宙膨脹其實不受速度限制,但它並不和愛因斯坦的光速不可超越衝突,因為光速不可超越說的是資訊與物質還有能量傳遞無法超過光速。而宇宙膨脹並不能傳遞資訊物質和能量,可能有些不容易理解,做個簡單的比方:

    2013年普朗克衛星測量的哈勃常數為67.15千米/秒·百萬秒差距,意思每隔326萬光年的距離時速度增加67.15千米/秒,按這個速度計算宇宙大約在145.8億光年以外就超過了光速。因為空間的膨脹在速度上前後是疊加的,因為宇宙的每一個普朗克尺度的空間都在膨脹。

    宇宙膨脹為什麼能超過光速呢?

    當然其中一個原因是上文的計算,但這只是表象而已,更深層次的原因在於宇宙微波背景輻射上,自拉爾夫·阿爾菲和羅伯特·赫爾曼理論上預言了宇宙微波背景輻射,以及1965年彭齊亞斯和威爾遜發現了微波背景輻射原來,如何取得更精確的微波背景輻射圖成了科學家首要考慮的目標,COBE衛星和WMAP衛星以及普朗克衛星的努力,天文學家取得了解析度極高的微波背景輻射圖。

    結果發現背景輻射的各向同性簡直就均勻到髮指,溫度漲落只有百萬分之五,如何來解釋這個問題?因為宇宙相隔930億光年,連光速相互溝通都需要465億年,而宇宙誕生只有138.2億年,因此在很久以前必定有一種聯絡機制讓它們可以互相傳遞資訊。因此麻省理工的阿蘭古斯教授在1980年提出了一個宇宙大爆炸的補丁理論:

    宇宙暴脹理論

    古斯認為,早期宇宙在大爆炸後大約10^−36秒開始暴脹,持續到大爆炸後10^−33至10^−32秒之間,暴脹過後宇宙繼續膨脹,但速度要比暴脹低得多。儘管暴脹並未得到證實,但它解決了很多問題,比如宇宙的大小問題,以及微波背景輻射的各向同性,還有磁單極子問題還有宇宙空間的平坦性等問題。

    哈勃半徑實際大小(實線)作為宇宙膨脹比例係數的函式

    所以我們解決了暴脹問題後你將會發現,宇宙在某個區域外膨脹超過了光速,因此從理論上來看宇宙就會存在一個可觀測的極限邊界,這就是我們理論可觀測宇宙的大小,當前理論計算認為是930億光年。而這就是可觀測宇宙這個名詞的來歷。

    宇宙只有930億光年嗎?其實並不是,因為宇宙在930億光年外我們是觀測不到的,而且從宇宙的平坦性來看,宇宙並非是封閉而是無限的,簡單的說我們只能評估出宇宙的可能是無限大的,假如以嚴謹的說法來描述的話,只能描述可觀測宇宙,而不是宇宙的大小。

  • 5 # 宇宙觀察

    萬事萬物都有它的起點和終點

    宇宙

    也不例外

    如果宇宙是一場直播,那麼這場直播,在現代天文學家看來,已經“滾動播放”了138.2億年。

    在這138.2億年間,除了大爆炸時期還有點“新活兒”,剩下的,都不過是質能在宇宙規律下的變化罷了。

    畢竟恆星的誕生與消亡,以及文明的誕生和消亡,在138.2億年間都不知上演過多少次了,毫無“新意”可言。

    對於生年不滿百,卻天生就有著求知慾的人類來說,有關宇宙的一切,總是充滿驚異與爭議的。

    驚異之處在於,科學家們竟然能將宇宙的年齡確認到138.2億年。

    爭議之處在於,科學界在承認宇宙138.2億歲的同時,還承認可觀測宇宙半徑是465億光年。

    為什麼宇宙的歷史只有138.2億年,可觀測宇宙的半徑卻有465億光年?

    這背後究竟是科學的扭曲?還是宇宙的淪喪?

    按照現有理論,真空光速是一個恆定的值,天文學家計算宇宙天體的距離時,常用的單位光年,就是指光一年所經過的距離。

    宇宙的年齡約為138.2億年。也就是目前我們時間上,所能接收到的最遠的資訊,就是138.2億年“宇宙開播”的資訊。

    在“傳送端和接收端”距離恆定的情況下,138.2億年前的資訊,飛行138.2億光年,是可以被我們接收到的。

    但最大的問題在於,我們的宇宙不是靜態的……

    由於宇宙從誕生開始就不停地膨脹,因此“傳送端和接收端”的距離也在不斷拉大,這意味著每秒三十萬公里的光子們,要飛行的距離越來越長了。

    目前哈勃望遠鏡發現的最遠星系,是距離地球133億光年的MACCS0647-JD,但我們現在看到的,不過是133億年前的它而已,“此時此刻的它”,已經因為宇宙膨脹,退行到距離地球322億光年遠的地方了。

    所以說,在膨脹的宇宙中,恆定的光速是無法代表真實距離的。

    將宇宙138.2億年的歷史,結合67.3千米每秒每百萬秒差距(67.3 km/s/Mpc),就能得出“138.2億年前的東西”,現在距離地球465億光年”這個結論

    百萬秒差距是一個距離單位,大約相當於326萬光年。這個資料意味著,如果你觀察一百萬秒差距以外的一個星系,你會發現它好像在以每秒67.3千米的速度離你而去。兩百萬秒差距以外的星系,就會以每秒134.6千米的速度遠去

    由此可以看出

    隨著宇宙的不斷膨脹,越遠的星系退行地球的速度就越快,最重要的是,這種“宇宙膨脹引起的星系退行”不傳遞資訊,而是屬於宇宙時空本身的“特性”,因此愛因斯坦相對論的“禁止超光速”在這種情況下是無效的。

    也正是宇宙的超光速膨脹,才讓“以光速傳播的資訊們”,僅用138.2億年,就走完了465億光年的路程。

    而465億光年之外的資訊,目前還在“趕來的路上”,天文學家們只能被動等待它們到達地球,因此人類目前能看到的宇宙,就是一個以地球為中心,半徑465億光年,直徑930億光年,的球形時空,也就是所謂的“可觀測宇宙” ,或者說哈勃體積。

    至於“未觀測宇宙“有多大這個問題

    在宇宙學中是沒有意義的,因為“全宇宙”的大小,時時刻刻都在因為膨脹而變化,根本不存在“固定大小”

    今天的科學家,最多隻能根據,目前的微波背景輻射告訴我們,宇宙可能是一個,曲率為0的“無限大平面”。

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