光行距離最為我們大眾所理解,就是用光飛行的時間來衡量距離。光行距離有一個前提就是不考慮宇宙膨脹。為了使用方便,光行距離派生出「光行時間」——光行這段距離所需的時間,有時也被稱為「回溯時間」。事實上,宇宙年齡138億年,也可以說是光行時,或者說回溯時間是138億年。
再比如,我們說牛郎織女星相距16光年,也就是指它們之間的距離需要光飛行16年,光行距離16光年,光行時/回溯時間16年。
但如果考慮宇宙膨脹,前面說過的觀測到最遠星系——距離我們320億光年,事實上就沒那麼簡單了。因為在光行320億年的這段時間裡,整個宇宙是在不停地膨脹。所以,要想測定星體的真實距離,還需要考慮宇宙在這麼長的時間裡到底膨脹了多少?
再簡單說下,宇宙膨脹——這是從大爆炸開始就從未消停地「宇宙大動作」。最早被大名鼎鼎的哈勃發現,建立了宇宙膨脹理論,形成了哈勃定律、哈勃常數、退行速率、紅移量等等。如今已成為宇宙學最熱門的研究領域之一,因為它決定了很多重要命題。在這裡,你只要能理解這個比喻就好——
宇宙膨脹的道理,就像葡萄乾麵包一樣,放進烤箱裡烘烤時,麵包會從小變大的膨脹,不管是麵包表面還是裡面的葡萄乾,在這個膨脹過程裡,都會相互遠離。
現在,科學家對宇宙的觀測結果正好與此吻合,所有星系都在遠離我們!葡萄乾都在相互遠離!科學家把這種遠離我們的宇宙膨脹速度,也叫退行速度,相對我們來說這些星系都在退行。
又因為這個速度是根據光譜紅移現象測量的,所以引入一個「紅移」概念。這個我們後面再說。
我們有了宇宙膨脹的概念後,你就能理解「共動距離」了。共動距離的「共動」,到底是誰跟誰共動?
其實是測量宇宙距離的量天尺,跟宇宙膨脹一起共動——共同膨脹。這種想象出來的量天尺,測量出的距離就是共動距離,也有叫同移距離的。這就意味著,測出來的仍是膨脹前的數值,所以,共動距離是一個固定值。
可觀測宇宙半徑為465億光年,就屬於共動距離。為什麼此處要採用共動距離呢?
其實,這正是科學的嚴謹說法。你想想,宇宙時時刻刻都在加速膨脹,而且膨脹速度很驚人,越來越多的星系在遠離我們,最終變成不可觀測。所以,對於這種動態的宇宙來說,最妥當的說法就是採用共動距離——這個固定值,描述可觀測宇宙的尺度,和宇宙一起膨脹,不隨時間變化,更適合描述這個加速膨脹的宇宙大小——半徑465億光年的巨型球體。
跟共動距離概念——正好相反的是「固有距離」,一種隨宇宙膨脹而變化的距離,相當於使用一把固定不變的量天尺,去測量膨脹中的宇宙距離。也就是說,這是一個隨時間變化而變化的數值,當然這是一個理想值。
儘管固有距離實際上無法測量,但在科學家眼裡卻是一種最接近真實距離的概念。於是,科學家找到一種替代方案,這就是紅移量。
光行距離最為我們大眾所理解,就是用光飛行的時間來衡量距離。光行距離有一個前提就是不考慮宇宙膨脹。為了使用方便,光行距離派生出「光行時間」——光行這段距離所需的時間,有時也被稱為「回溯時間」。事實上,宇宙年齡138億年,也可以說是光行時,或者說回溯時間是138億年。
再比如,我們說牛郎織女星相距16光年,也就是指它們之間的距離需要光飛行16年,光行距離16光年,光行時/回溯時間16年。
但如果考慮宇宙膨脹,前面說過的觀測到最遠星系——距離我們320億光年,事實上就沒那麼簡單了。因為在光行320億年的這段時間裡,整個宇宙是在不停地膨脹。所以,要想測定星體的真實距離,還需要考慮宇宙在這麼長的時間裡到底膨脹了多少?
再簡單說下,宇宙膨脹——這是從大爆炸開始就從未消停地「宇宙大動作」。最早被大名鼎鼎的哈勃發現,建立了宇宙膨脹理論,形成了哈勃定律、哈勃常數、退行速率、紅移量等等。如今已成為宇宙學最熱門的研究領域之一,因為它決定了很多重要命題。在這裡,你只要能理解這個比喻就好——
宇宙膨脹的道理,就像葡萄乾麵包一樣,放進烤箱裡烘烤時,麵包會從小變大的膨脹,不管是麵包表面還是裡面的葡萄乾,在這個膨脹過程裡,都會相互遠離。
現在,科學家對宇宙的觀測結果正好與此吻合,所有星系都在遠離我們!葡萄乾都在相互遠離!科學家把這種遠離我們的宇宙膨脹速度,也叫退行速度,相對我們來說這些星系都在退行。
又因為這個速度是根據光譜紅移現象測量的,所以引入一個「紅移」概念。這個我們後面再說。
我們有了宇宙膨脹的概念後,你就能理解「共動距離」了。共動距離的「共動」,到底是誰跟誰共動?
其實是測量宇宙距離的量天尺,跟宇宙膨脹一起共動——共同膨脹。這種想象出來的量天尺,測量出的距離就是共動距離,也有叫同移距離的。這就意味著,測出來的仍是膨脹前的數值,所以,共動距離是一個固定值。
可觀測宇宙半徑為465億光年,就屬於共動距離。為什麼此處要採用共動距離呢?
其實,這正是科學的嚴謹說法。你想想,宇宙時時刻刻都在加速膨脹,而且膨脹速度很驚人,越來越多的星系在遠離我們,最終變成不可觀測。所以,對於這種動態的宇宙來說,最妥當的說法就是採用共動距離——這個固定值,描述可觀測宇宙的尺度,和宇宙一起膨脹,不隨時間變化,更適合描述這個加速膨脹的宇宙大小——半徑465億光年的巨型球體。
跟共動距離概念——正好相反的是「固有距離」,一種隨宇宙膨脹而變化的距離,相當於使用一把固定不變的量天尺,去測量膨脹中的宇宙距離。也就是說,這是一個隨時間變化而變化的數值,當然這是一個理想值。
儘管固有距離實際上無法測量,但在科學家眼裡卻是一種最接近真實距離的概念。於是,科學家找到一種替代方案,這就是紅移量。