爱因斯坦是否说过光速是不可超越的?那么宇宙是否在超光速膨胀呢?这怎么解释?

未来探索菌


答:相对论说的是——空间中的物体运动速度不会超过光速,并没有限制空间的膨胀速度。


就好比一个巨大的气球,气球上有只蚂蚁,蚂蚁最快移动速度为10厘米每秒;然后我们向气球打气,使得气球均匀膨胀,那么就会出现:

(1)在蚂蚁看来,气球表面距离越远的点,相对退行速度越快;

(2)膨胀引起的退行速度,和平面内的最近距离成正比;

(3)达到一定距离后,相当退行速度会超过10厘米每秒;

人类就好像这只蚂蚁,我们的宇宙就是这个气球,而蚂蚁的最快速度10cm/s相当于我们世界的光速;虽然相对论限制了物体在空间中的移动速度,但是并没有限制空间的膨胀速度。

本质的原因,是因为宇宙膨胀导致的速度,是无法传递有效信息的,只要无法传递有效信息,相对论体系就不会被破坏。


目前,天文学观测表明,我们宇宙膨胀了138.2亿年,可观测宇宙的真实直径为920亿光年左右,宇宙当前的膨胀速度为67(km·/s)/Mpc,而且处于加速膨胀的过程中。

如果以目前的膨胀速度计算,那么宇宙间相距146亿光年远的两处,因宇宙膨胀导致的退行速度,就已经超过了光速。


目前科学家还无法推测宇宙未来的发展方向, 只能猜测三种结局:

(1)最后引力占据主导,宇宙从大膨胀转变为大塌缩;

(2)引力作用太弱,宇宙转变为大撕裂;

(3)宇宙膨胀处于临界值;

以上观点是基于宇宙大爆炸理论进行解释的,该理论本身还存在不完善,对一些现象的解释模凌两可,或许在未来,会有新的理论加以补充和完善。


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艾伯史密斯


首先必须说明一点爱因斯坦没有说过光速不可超越,他老人家只说过有静止质量的物体速度不能达到光速。。。

这个问题一定要严谨,差一两个字意思可能就完全不同。

宇宙中是否存在超光速膨胀?

这一现象确实是存在的,但是注意这一现象并不违背爱因斯坦的相关学说,因为这一超光速现象是空间膨胀的速度。


而且造成这一现象的原因主要还是因为空间膨胀是可以叠加的,这就好比我曾说过好多次的那个面包的例子,前一点的膨胀会累加到后一点的膨胀上,所以在距离我们很远的地方,空间膨胀的速度确实有可能超光速的。

空间膨胀是如何发现的?

宇宙空间是不断膨胀的这一现象,其实某种程度上还“打脸”了爱因斯坦。因为在爱因斯坦在发表广义相对论时有一个方程,那就是引力场方程。他在这个方程中设了一个宇宙常数其是为了解释物质密度不为零的静态宇宙的存在。也就是认为宇宙大小是不变的。



但1929年,天文学家哈勃通过观测发现了大多数星系的光谱存在红移现象,因为他认为整个宇宙不断在膨胀,星系彼此间的分离运动也是膨胀的一部分,而不是由于任何斥力的作用。


后来哈勃还亲自邀请爱因斯坦来观测红移现象,随后爱因斯坦也唯一一次公开承认了自己的错误。


科学认识论


宇宙的演化按照现在的主流观点认为起源于奇点大爆炸,发生在138.2亿年前,而现在的可观测宇宙范围直径在920~940亿光年之间,可想而知宇宙的膨胀超光速了。

爱因斯坦关于光速不可超越的准确描述是:

有静止质量的物质达不到光速;

信息的传递速度不能超光速;

宇宙膨胀实质上是空间的的膨胀,而观测到的星系退行只是宇宙空间膨胀的外在表现。距离越远的天体退行速度越快。
在NASA官网上看过这样的宇宙膨胀模型,宇宙膨胀就像是做面包一样,一个小面团膨胀成大的面包,而面包中的葡萄干就像是相互远离的天体,空间的膨胀使每两个之间看起来都相互远离5cm,那么假如以我们为基点,距离越远的天体远离的速度越快。

宇宙膨胀超光速也已经被科学家认可,但这并不传递信息,也不是有质量的物质的运动,所以宇宙膨胀的超光速并不会影响爱因斯坦的理论。


这里是科学黑洞简单回答,欢迎留言讨论。图片来源网络侵删。

科学黑洞


爱因斯坦的相对论确实可以推导出物质的运动速度不可以超过光速,甚至是有静质量的物质连达到光速都不行。但其实相对论的应用范围也不是全宇宙所有地方,相对论也有其制约的大前提。



比如说宇宙的膨胀速度,这个膨胀速度就可以超过光速。很多人对此感到疑惑,难道相对论在这里就不适用了?

确实如此,相对论并不能够用于反制宇宙本身,宇宙是时间和空间的集合体,它的性质决定了我们宇宙中的各种物理常数和规律。相对论就是在我们宇宙框架下成立的一种理论,其赖以存在的光速不变原理就是我们宇宙自身的属性决定的。假如我们宇宙外还有其它宇宙,则不同的宇宙物理规律都可能不一样,光速也不是30万千米每秒,里面也可能会有不同版本的相对论。所以是我们的宇宙属性决定了相对论的内容,我们也不能够用相对论反过来规定宇宙本身的行为属性。所以,宇宙膨胀的速度即便超过光速几个数量级,都不在相对论所限制的光速范围内。

另外,宇宙膨胀速度虽然带有“速度”二字,但这里的速度并不是我们常见的描述物质位置秩序变化快慢的速度了。因为宇宙不是物质,其本身没有参考标准,也就无从谈起什么运动速度。这种宇宙膨胀速度就像计算机的运行速度一样,不用考虑相对论效应。


科学探秘频道


爱因斯坦是否说过光速是不可超越的?那么宇宙是否在超光速膨胀呢?这怎么解释?

爱老头怎么可能说这样的话,狭义相对论中也仅仅是认为存在静止质量的物体是无法超过光速的,从理论上来看它仅仅只能无限接近光速!但事实上是宇宙的膨胀确实超过了光速,而且在138.2亿年的时间里膨胀出了约930亿光年.......

不过请注意,930亿光年仅仅是可观测宇宙大小,而非我们实际的宇宙大小.....但无论如何,930亿光年只会小于宇宙实际大小,那么推论就成立了,因为空间膨胀的速度超过了光速!

那么如何来定义空间的膨胀呢?似乎我们无法用能量或者质量来形容空间,即使是光子不存在静止质量但依然可以根据其能量计算出它的相对论质量,但空间如何来描述?长宽高?质量似乎与空间无缘.....但事实上空间的膨胀并不受光速限制,而正是因为空间膨胀带动的天体,才导致遥远天体的远离超过了光速!

一般是2013年ESA的普朗克卫星测定哈勃常数使用比较多,准确数字为:67.3KM/S/MPC,即宇宙膨胀约每隔百万秒差距(326万光年)的距离上增加67.3KM/S,如果按照这个速度计算,宇宙大约在140亿光年外超过光速,而斯皮策望远镜的测定的速度将更大一些,约为74.2,那么超过光速的距离将会更短一些!

当然无论是哪个速度,终会在某个距离上超过光速,这并非我们的宇宙膨胀加速了,宇宙的膨胀特征也许早就这一匪夷所思的现象!因为空间的膨胀并非在某处发生,而是在每一处都在发生,看起来经过了暴涨阶段的宇宙正在减速,但随着空间膨胀越来越大,而已经膨胀出来的每一处空间依然在膨胀.....这个叠加将会是宇宙呈现指数级扩张的模式,这似乎是我们宇宙加速膨胀的真正原因所在!

但事实上科学家一直在猜测导致空间膨胀的真正原因,却一直未能有直接的观测结果证实,而根据膨胀以及观测计算,我们的宇宙中能导致宇宙膨胀的暗能量占了所有物质的2/3以上!

无论是哪个卫星的观测数据,也仅仅是在数个百分点上有差异,2/3以上的占比似乎无法改变,这可能导致未来宇宙将走向彻底的大撕裂.....

尽管有很多种猜测,但墨菲定律往往会暗示最坏的情况发生,不过宇宙未来如何似乎与我们没有多少关系,因为宇宙重启我们一样过不了关!!


星辰大海路上的种花家



爱因斯坦的理论确实认为我们的宇宙中任何物体都不能超光速运动,因为有质量的物体在加速到光速的过程中自身质量也会越来越大,所以进一步加速需要的能量也会越来越大,如果想把一个有质量物体加速到到光速,这个物体的质量就会变成无限大,反过来也就需要无限大的能量去推动它,但是我们的宇宙是不存在无限大的能量的,所以爱因斯坦说光速是不可被超越的。

其实爱因斯坦理论中不能超光速的准确说法应该是:在我们的宇宙空间内任何有静止质量的物体都不能达到光速或者超过光速,在我们的宇宙空间内信息的传递速度不能超过光速

爱因斯坦的理论只能制约宇宙空间内的物体,而我们宇宙从138亿年前爆炸到现在,可观测直径已经达到了930亿光年,可以看出宇宙明显是超光速膨胀的。

宇宙膨胀速度超过光速是因为宇宙膨胀是空间本身的膨胀并且宇宙膨胀不传递任何信息,而爱因斯坦的理论只能制约宇宙空间之内的物体,所以说宇宙膨胀速度超光速并不违反爱因斯坦的理论。

研究发现我们的宇宙至今都还在超光速膨胀,而且膨胀的速度越来越快,科学家推断宇宙加速膨胀的原因主要是暗物质和暗能量在“捣鬼”,因为根据目前的推测,我们宇宙中看不见的暗物质和暗能量才是我们宇宙的主要组成部分,所以宇宙才能加速膨胀。



宇宙探索未解之迷


举个例子,你工资一直是三千,是一个定值,也是购买力的量度工具。

前年买个水果,需要2个月工资,而现在需要4个月才行。你工资的购买力是固定的,然而物价膨胀了,于是你的购买力就虾酱了

光也可以作为宇宙尺寸的度量,当宇宙膨胀速度高于光速,那么用光测量宇宙就不够用了,就好像用你的工资去比对水果,发现越来越买不起。一样的。

最后说结论,光速不变原理,其实跟定义无理数一样,就是定义了一个标尺,然而宇宙的大小已经不适合用这个标尺去表示了,以上


风雨无阻wind


相对论不允许有质量的物质运动速度超过光速,如果达到光速,质量便会加到无穷大,所以相对论不让携带质量和信息的物质超光速。其实,超光速不是不行的,只要不携带质量和信息,超光速就是被允许的。宇宙膨胀、量子力学的波函数、快子等超光速是不违背狭义相对论的。

空间膨胀导致一个天体相对于遥远天体的退行速度超过光速,因为天体之间的距离越远,则空间在单位时间内膨胀越多,退行速度就相应越高。但天体自身相对于背景空间的运动速度并不快,这才是狭义相对论禁止超光速的速度,狭义相对论效应的讨论范围是这种局域速度。因此,无论由于空间膨胀引起的退行速度有多快,都不会造成时间膨胀效应。

事实上,无论地球相对于背景空间的运动速度有多快,对于地球参照系自身而言,时间没有快慢的概念,这是因为时间流逝速率是相对于不同的惯性参照系而言。举个例子,如果地球相对于火星高速运动,那么,火星上的观察者会认为地球上的时间过得比火星上慢,但地球上的人不会有任何感觉,地球上的时间变慢只是相对于火星参照系而言。地球上的人该活多久还是多久,但在火星上的观察者看来,地球上的人能够活很久,火星上的观察者看地球就像看慢放电影一样。


旧事一杯


爱因斯坦:这个我这没说过。所以题主的第二个问题,基本不存在。

我在别的地方解释过,爱因斯坦的相对论,包括对光速的描述,不是说这个理论限制了光速是最快的速度,也不是说爱因斯坦说光速是不可超越的,如此认为相对论,这不仅是对爱因斯坦的侮辱,也是对自己智商的侮辱。

为什么这么说?

用指甲盖想一下,怎么可能有一个理论,来限制客观世界的某种速度?

这种事情《圣经》这类宗教还干得出来,你让一个物理学家说一个理论,说:我规定了,这个宇宙中光速是最快的,没有什么能比光的速度快。爱因斯坦这么描述,那不就成了邪教了吗?

然后再“科普”一个科学界的“常识”:任何理论,请注意,任何理论,任何科学理论,只有两个目的:第一,解释过去到现在的现象;第二,预言未来。

而任何理论,在什么情况下被推翻呢?在与现实不符合的情况下被推翻——而不是某些人还没理解这个理论,就开始自己凭借自己的“常识”意淫,什么什么情况下,如何如何。

所以,在物理理论上,不存在谁谁说如何如何,就一定如何如何,不是理论限制现实世界,而是理论解释并预言现实世界——当然,有一种物理理论除外,这种物理理论的典型就是,这个理论就是这么说的,你别问为什么,just use it。这种物理理论叫做:量子理论(哎,没办法,这个理论坑挺多的)。


下面解释一下爱因斯坦提出相对论的过程,以及相对论的缘起。


大家注意,刚才前面说的,任何一个物理理论,不是那些科学家们在家看《还珠格格》吃瓜子吃着吃着塞牙缝了,然后憋出了一个想特立独行,哗众取宠的理论(至少当时的科学界不是这样,我知道今天的头条存在非常多这样的“抠脚伪民科”),而是针对那个时代的实验发现与过去的理论不符,而衍生的修正理论需求。


爱因斯坦的相对论也不例外。


这个理论缘起是,当时的实验科学家(哪个时代的科学家有理论科学家和实验科学家两派,这个大家要清楚),在测量光速的时候,发现光速在任何参照系的情况下,都是固定的光速,而这一点,与经典的牛顿力学完全不同。

牛顿力学说的什么呢?不同速度的参照系下,测量一个运动的物体,速度也是不一样的,这叫相对速度。

所以科学家们就想,光速在不同的参照系下,应该速度也不同啊,但是一测发现,不管什么速度的参照系,光速都是一样的。

怎么做这个实验呢?有一种是这么做的:在地球轨道上,地球远离太阳的时候测的太阳的光速,和地球接近太阳的时候测得的太阳的光速,按理说(按照牛顿力学的理论)应该是不同的,但是实际情况,却是相同的。

这一下子物理学家们崩溃了。

而也就是这时候,爱因斯坦开始以这个为契机,构建自己的相对论。

所以大家去看爱因斯坦那时候的构建,它的基础就是:我们不妨接受光速是恒定的,不以任何参照系为转移的这个事实,来重新思考时间和位移的关系。只不过在随后的公式中,物体的速度不能超过光速(这是个计算结果)。

当然,客观事实里也没有出现这样的情况。

所以我们可以说,《相对论》是迄今为止解释我们客观世界的最好的理论,因为还没有出现能够与他不符的客观事实。


大家明白了么?


这是对待物理学,或者自然科学的健康心态。


既不要莫名其妙的怀疑,也不要没有头脑的迷信。

你要怀疑,可以,请拿出推翻的证据。

你要迷信,也可以,但请不要迷信的时候又怀疑——既迷信,又怀疑,这人生得多拧巴啊,这不等于一边深深的爱着你的老婆,又成天怀疑她在给你戴绿帽子么?


我是江南沐雨,纵横文学《众神聊斋》作者。


沐雨纵横众神聊斋


爱因斯坦讲的光速不可超越是指光在三维空间里的速度是恒定不可超越,但并没讲在宇宙四~十维空间里的速度不会更高的事耶.好在宇宙四~十维空间里的光速比三维空间里的光速分别更快的事实均已被十分严格地证明了,所以宇宙膨胀速度超过光速(三维的光速)是指这是在宇宙九维空间里的膨胀速度而已,不是指三维空间膨胀速度,因每一个宇宙从诞生到消亡的轮回都是在九维空间里去经历的过程.这显然完全超出了人类现在的科学系统知识范围了.虽然这些小知识常人都一无所知,但丝毫也不会影响到宇宙膨胀速度就是遵循宇宙九维空间的物理规律的事实.

如来宇宙直径(7)

2018.5.6统计:

我们的宇宙----"如来宇宙"由于前阶段非常努力地大力夺取许多个外宇宙精华,从而导致"如来宇宙"直径己经爆涨到336421.6742亿光年.

最初"如来宇宙"创造成功后的直径仅有5000亿光年.

我们宇宙里存在的星系数量也就上涨达到64272761.56384189亿个星系.

现今"如来宇宙"的自转的转速己达到96.38765万亿公里/分钟.

最初"如来宇宙"的自转的转速达到7000亿公里/分钟.

2018.5.4起全天下共划分有108x2N个宇宙.大多数宇宙直径是5000亿光年左右.

我们宇宙每400亿年就是一次小轮回,每6000亿年就是一个大轮回.我们现处于第三次大轮回中的第15次小轮回的第193亿年时代.即还有207亿年后这次大轮回才结束而进入第四次大轮回的第一次小轮回的进化之中.

全天下共有108x2N个宇宙存在,均各自不断轮回进化之中.


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