既然我们看到的星光都来自过去,为什么无法看到宇宙大爆炸?

1.宇宙大爆炸之后的时间比现在慢吗?

网友:我没有专业学习过天文学,出于个人兴趣在一些文章中了解到时间、质量、速度,甚至宇宙的大小(无可否认这又是大爆炸问题中的另一个难题)之间有很密切的关联。所以我想问,特定的时间量的说法是否有意义(尽管它们实际上只是估计值)?或者说我真正的意思是,大爆炸刚发生时的时间和我们现在所认为的时间是同样的东西吗?毕竟现在没法实地测量一下它们到底是否一样(给没有像我一样提这种浅显事实的人加分哦:-))。不过我在想,举例来说,如果从那些原初物质中的粒子或者亚原子粒子的角度来看,时间会不会非常慢?大爆炸开始时,时间是如何运作的呢?

既然我们看到的星光都来自过去,为什么无法看到宇宙大爆炸?

:“时钟在引力场中走得更慢”的说法应该更精确地表述为“时钟在引力场中比在真空中走得更慢”,或“时钟在强引力场中比在弱引力场中走得更慢”。所以假设在大爆炸刚发生后的早期宇宙中有一个时钟,这个时钟确实会比现在的时钟走得“更慢”,因为早期宇宙中的质量密度非常非常高。

既然我们看到的星光都来自过去,为什么无法看到宇宙大爆炸?

不过这样的说法其实没什么实际意义。当时的质量密度很高使时间走得“更慢”,但同时整个宇宙的质量密度都很高。对于当时的观测者来说不存在处于低质量密度环境中的时钟能用来对比,他们根本不会发现自己的时间“更慢”,物理规律也不会有变化。

既然我们看到的星光都来自过去,为什么无法看到宇宙大爆炸?

虽说应该可以通过某种效应观测到“时间变慢”,但目前尚不清楚能否实现。通过望远镜我们可以看到宇宙年轻时的样子,要是能看得足够远,我们也可以观测到早期宇宙中时间走得更慢的现象。问题是,

宇宙在其最初的三十万年左右里是不透明的,而且引力相对论效应经过30万年之后已经可以忽略不计了。所以,目前还不太可能实现在早期宇宙中观测明显的“时间变慢”现象的设想。

既然我们看到的星光都来自过去,为什么无法看到宇宙大爆炸?

那么这是否意味着当我们遥望其他星系时就完全看不到时间相对变慢的现象呢?也不尽然,事实上在不那么远的地方也能看到相对论效应,只不过这是由引力效应引起的另一种完全不同的现象。由于宇宙还在不断膨胀,其他星系正在高速远离我们,以至于我们在观测时也需要考虑相对论的影响。这就是“宇宙学红移”效应。

既然我们看到的星光都来自过去,为什么无法看到宇宙大爆炸?

2.如果看得足够远,我们是否能看到过去发生的宇宙大爆炸呢?

网友:当我们看向其它星系的时候,我们看到的其实是发生在过去的景象。那么如果看得足够远,我们能否看到宇宙大爆炸发生时的情景呢?如果可以,c(光速)又是恒定的,我们为什么会比大爆炸时的光先到了我们现在所在的位置上?

既然我们看到的星光都来自过去,为什么无法看到宇宙大爆炸?

:由于“技术”原因,我们是无法看见宇宙大爆炸的。试想一下,我们能通过光看见远处的物体是因为物质发出的光可以自由传播。但情况并非总是如此:在宇宙的年龄不到10万年的时候,物质和辐射被紧密地压缩在一起,光无法从物质中分离出来。也就是说,宇宙诞生时起10万年之内产生的光“哪里都不能去”,进而不能传到我们现在所在的地方。这意味着当我们试图观测更大的红移时,最终会被10万岁时的宇宙产生的红移“墙”挡住。这堵墙就是宇宙微波背景,简称CMB。

既然我们看到的星光都来自过去,为什么无法看到宇宙大爆炸?

图解:从大爆炸形成的宇宙演化图解(左)。在这幅图中宇宙以二维呈现,第三维度是时间,向右是时间流动的方向。

所以,我们是无法看到看到宇宙大爆炸时的景象的。最后,你所担心的问题并不存在,因为CMB产生以来宇宙膨胀的速度一直是小于光传播速度的。

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. JoyceZ- astro-Christopher Springob

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