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宇宙暴胀理论，推翻了相对论对光速的限制吗？

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发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：

宇宙暴胀理论，推翻了相对论对光速的限制吗？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

要回答这个问题，我们首先来了解一下宇宙大爆炸理论。

现今普遍公认的宇宙起源论，就是宇宙大爆炸。即宇宙起源于一个能量无限高、热量无穷大的奇点，这个紧致细密的点，突然之间引发了爆炸，引发能量转换为物质的过程，逐渐形成了现今可观测到的万物世界。宇宙大爆炸较为巧妙地解释了，宇宙是如何诞生的。据理论推算，大爆炸发生在138亿年前，发生大爆炸的那一刻，诞生在极端环境下的高温高能粒子对外放射出红外波，随着时间推移和空间膨胀，创世之初的红外波能量逐渐耗散，波长被拉长而形成微波。这种微波类似于回黑洞辐射，温度仅比绝对零度高出3个开尔文。在使用天文射电望远镜进行观测时，可以发现一种无处不在的噪声，这就是创世之初遗留下的微波辐射。科学家利用人造微波探测卫星，绘制出了上帝的创世指纹，宇宙微波背景辐射分布图：

宇宙微波背景的发现，为宇宙大爆炸理论提供了有力的证据。但是大爆炸理论构建的是一个弯曲的宇宙，能量在这个空间中分布并不均匀，与实际观测结果不相符，无法解释能量均匀分布与空间平直性等实际观测结果。在这样的疑问下，催生了宇宙暴涨论的产生。




宇宙暴涨理论是宇宙大爆炸理论的组成部分，对大爆炸理论进行了合理的补充。按照宇宙暴涨理论，从奇点爆炸后开始计时，在10^(-23)秒的短暂时间内，宇宙膨胀了10^26倍，相当于原子核的直径，即10^(-15)米，经过暴涨以后，瞬间达到10^11米，这个数量级相当于地球到太阳的距离。再举一个形象的例子，当你闭上眼睛，然后再睁开，就在这短暂的时间内，你的眼球经过暴涨，便形成了整合银河系的尺寸。

暴涨宇宙为近乎于0的宇宙空间曲率提供了合理解释，假设原本宇宙就有曲率，也会被如此快速地暴涨所抹平。就像平面上有个小洞，在极短的时间内，让平面增长兆亿倍，这个小洞也会被拉直变平。按照暴涨理论的计算，宇宙在奇点处爆炸膨胀，无限高的能量还来不及非均匀化，便在极短的时间内，随膨胀散布在相对很大的空间中，这与现今观察到的宇宙空间能量是均匀分布，是吻合的。




再次回到问题，大爆炸理论和相对论是否矛盾。其实用暴涨理论就可以做出解答，这两种理论并不冲突。必须承认的是，暴涨的速度远远超过光速，相对于暴涨来说，一眨眼便能形成1千万光年的银河系，而光在这短短的时间内，连原子核直径这样的距离都跑不了。仔细理解相对论对光速限制的表述：任何物体相对于其他物体（或某个参照系）的运动速度都不能超过光速，我们不难发现，对于物体光速的限制是对应于某个参照物（参照系）来说的，可对于整个宇宙空间来讲，没有与之对应的参照物体，因为宇宙就是万有，再也找不出一个与之相对的物体，来描述它的运动速度，除非找出另外一个宇宙。爱因斯坦的广义相对论，并没有限定宇宙本身能跑多快，因此暴涨理论关于宇宙超光速膨胀的描述，与相对论并不矛盾。

回答于 2019-09-11 08:43:50

宇宙无限大，不存在膨胀问题。星球、星系之间距离变远是其自身能量减少造成的。