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为何宇宙年龄是138亿年,直径却为920亿光年?
宇宙,光速,星系为何宇宙年龄是138亿年,直径却为920亿光年?
发布时间:2016-12-08加入收藏来源:互联网点击:
这里,我们引用一个例子简单的说一下。
假设我们在吹一个大气球,已经有直径1米左右了,气球上一个点因膨胀向外移动的速度是3cm/s,恰好气球上有一个蚂蚁在爬,蚂蚁爬的速度是4cm/s,蚂蚁自身的爬行速度是固定的,但是,从我们观察测量的角度分析,蚂蚁的移动速度大致可以认为是5cm/s。可以看出,3cm/s、4cm/s都没超过4cm/s,但是我们观测的结果却是5cm/s。
换到题目的情况
光速相当于是气球上蚂蚁的速度,本身是不变的,但是宇宙从大爆炸后,就是不断膨胀的,相当于例子说的气球吹气变大,宇宙大爆炸至今是140亿年,光速只走了这么久,但是在加上宇宙膨胀的距离,就能解释为什么宇宙可以观测920亿光年了。虽然,从我们观测者角度看,好像有超光速的现象,实际上只是观测问题,光速还是没变,也没有超光速的情况。
至于我们是怎么判断920亿光年距离的,这就要提到红移量。
红移量是我们谈论宇宙尺度、星体距离时,唯一能够明确的测量值。通过测量红移量,然后根据理论公式计算,得出相应的宇宙距离,在上文的链接里也有解释。
总的来说,很多问题还是值得深入仔细思考的,不能简单的看表面。
回答于 2019-09-11 08:43:50
什么是宇宙?宇宙就是无始无终,无边无际。这是宇宙的重要特性:人为规定性。中国人的宇宙观或者说哲学理念不会做自相矛盾的事情。
回答于 2019-09-11 08:43:50
我想我们每一个人都很想知道我们身处其中的宇宙究竟有多大,又究竟存在了多少年,宇宙到底有多大?到底有多少岁?这是人们都爱问的问题。
我相信可能很多人当同时被告知宇宙的年龄为138亿岁而宇宙的直径有930亿光年时可能会发出这样的疑问:“这么说不是自相矛盾的吗?”按照我们常人的理解,我们的宇宙是在一场大爆炸中诞生的,从大爆炸到今天已经过去了138亿年,这是因为科学家们发现大爆炸产生的光子,经过了长达138亿年的飞行,最终被我们发现了,但是与此同时,科学家们又在告诉我们,宇宙的直径可能足足有930亿光年,那么这到底是怎么回事呢?
其实这里提到的宇宙的直径,应该是指的是可观测宇宙直径,也就是说,以地球为中心的话,可观测宇宙的半径有465亿年。这么一说倒是有点奇怪了,科学家不是一直告诉我们,宇宙中最快的速度就是光速,那么大爆炸之初产生的光子,飞到现在不也就经过了138亿年吗?也就是说,大爆炸产生的光子,距离我们最远是138亿光年,所以按道理来说,我们可观测的宇宙半径,应该就是138亿光年,而不是465亿光年。
为了解释这个问题,科学家提出了宇宙膨胀的概念,我们的宇宙最初从一个奇点经过热核爆炸后就一直处于极速膨胀的状态,而且膨胀的速度也是越来越快。实际上,现在宇宙的膨胀速度,已经超过了光速,尽管光子飞行的时间是138亿光年,它却能跨越465亿光年的维度,这都是因为宇宙膨胀导致的。宇宙膨胀的速度虽然超越了光速,但是这并没有违背相对论,因为宇宙膨胀本身是不传递信息的,所以跟一般的物体运动是不同的概念。
有一点需要搞清楚的是,我们说到的宇宙的可观测半径为465亿光年,这并不意味着我们真的可以通过望远镜看到距离地球465亿光年外有什么,我们能够用望远镜看到的最远距离,就是138亿光年。可观测宇宙,简单来说就是以观测者为中心所能观测到的宇宙范围。测量宇宙的可观测范围,那当然不能真的用望远镜观测,实际上这个数据是计算出来的,科学家通过测量宇宙微波背景辐射粒子的红移量,计算出了宇宙的可观测半径。不过呢,在这个范围之外到底是什么呢,是宇宙还是不是宇宙,这倒是一个困扰科学家很多年的问题。
回答于 2019-09-11 08:43:50
如果宇宙年龄138亿年,而宇宙的速度极限是光速,为什么可观测宇宙的直径是930亿光年?这个问题其实我们经常会想到的?有时脑袋还会卡壳!而且也有关于这个问题的很多回答,我觉得有些问题没有解释的很清楚!所以我今天就做一个更简单,更概念性的回答!而且我们需要理解一个很重要的概念。我们从星光的红移中,到底是观测到了空间在膨胀还是真的看到了星系在加速远离我们?就像你在大街上看到的汽车那样?
我们需要记住:星系本身没有远离我们,是我们之间的空间在扩张
在狭义相对论中,我们可以加速任何质量,使其运动得越来越快,无限的接近光速!
你越接近光速,长度就越短,时间就越长。那么在广义相对论中,一切物质相对于时空中的位置,就受到了光速的限制。
我们平时很容易能看到一些图片,上面画着静止的时空结构网络,这也很容易让我们产生误解,我们本来就感受不到空间在膨胀,更让我们觉得空间就是静止的!
所以我们需要改变下思维:如果大爆炸和广义相对论都是正确的,那么时空就不是静止的,而是在膨胀。
我们还有个误解就是,我们认为是星系在加速远离我们,离我们越远的星系,运动的速度就越快,但实际情况并不是这样的。
其实星系本身是静止的,但是星系之间的空间正在扩大。
换句话说,星系远离我们不像是爆炸后产生的加速度那样远离我们,而是空间再呈指数增长的速度在膨胀。凡是目前没有被引力或者其他力束缚再一起的物质,比如:我们的本星系群以外的星系都在远我们。
这个有个有趣的话:你长胖了,不能把责任推个宇宙膨胀吧!言外之意就是,我们人体,包括你周围的一切已经被电磁力或引力结合再了一起,所以我看看不到所谓的膨胀!
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