宇宙的年齡約137億年,而宇宙的直徑卻至少有上千億光年,難道大爆炸速度超光速n倍嗎?

申生俊


宇宙擴張的速度確實超過光速。

以目前的理論來說,會有這樣的問題主要是因為人們對相對論的一知半解造成的。

相對論是指有質量的物體無法加速到光速,力的傳播是有極限的,這個極限就是光速。而這個定義對空間是無效的。

舉個例子,太陽往右運行,那麼它向左發出的光相對太陽豈不是超光速了?事實上,向左的光和向右運行的太陽之間的相對速度確實超過了光速。原因是他們之間的空間擴張速度超過了光速,並非是他們倆的運動超過了光速。而空間的擴張是可以超光速的。

宇宙也是一個道理,並不是宇宙的邊界在超光速飛行,而是宇宙邊界距離我們的空間在超光速擴展,因為我們和宇宙的邊界都在運動。


冰65774307


宇宙大爆炸發生在約137億年前,在這漫長的時間裡,宇宙已膨脹到可觀測直徑約有930億光年,也就是速度最快的光要走930億年才能走出這段距離。也就是宇宙膨脹的速度約是光速的6.8倍。



科學家是由1972年哈勃觀測到星系紅移現象推測宇宙是在超速膨脹的,1964年的微波背景輻射的發現更是論證了大爆炸理論,21世紀的宇宙氫元素丰度,宇宙的大尺度結構與星系演化是為“宇宙大爆炸”提供四大理論支撐。


既然宇宙確實是超光速膨脹的,是什麼力量讓它膨脹得比光速還快呢?

可宇宙為什麼能膨脹得比光速快6倍呢?

光速是宇宙物質最快的速度,是2.99792458×10⁸米/秒,而宇宙膨脹速度是光速6.8倍,是什麼在使宇宙在超速膨脹?


其實在1998年,天文學家觀測到了la型超新星爆炸時,釋放出了巨大且持久的光,讓科學家認為宇宙中有一種看不見的能量在主宰宇宙的一切。科學家將這股能量稱為“暗能量”,而這個“暗能量”佔了宇宙整個質量的68.7%,它戰勝了物體之間的萬有引力,悄聲推動著宇宙極速膨脹。



弄潮科學


首先明確一點,宇宙的年齡137億年是怎麼來的,是因為天文學家目前觀測的極限是這個137億光年,人們發現在137億光年的地方具有宇宙形成開始階段的種種特徵,所以目前認為年齡是137億年。那為什麼我們能看到137億光年的地方呢,舉個簡單的例子:太陽距地球大約400光秒,也就是八分鐘左右,光線從太陽上發出,到達地球進入我們眼睛裡要八分鐘,也就是說我們曬的太陽是八分鐘之前的太陽,如果太陽突然消失了,我們也是八分鐘之後才知道,在這之前我們依然可以在海灘上曬八分鐘的日光浴。

好了,現在回到正題,137億光年外的景象傳到地球要137億年,所以我們看到的是137億年前的景象,所以可以看到宇宙初生時期的景象,但光線到達地球的這137億年裡,當時的位置即所謂的宇宙邊緣又向外擴張了137億年,而且是加速擴張,我們看到景象時邊緣已經是在137*2=274多光年以外了,至於多多少,要看加速擴張的速度,假設到了450億光年外,你別忘了,這是從地球上看過去,這是宇宙的半徑,再乘以2得出直徑900億光年,這就差不多了吧,還有件事,地球不是宇宙的中心,所以兩邊距離也不可能相等,裡外裡算一算,大約一千億光年就這麼出來了!


老王帶你玩創客


回答——解決此問題困惑的關鍵在於:區分兩種類型的速度。

  • 第一種是由於位置改變所形成的速度,第二種是空間在膨脹,但位置沒有改變所形成的速度。

  • 第一種速度的大小不取決於觀察者的位置,而第二速度的大小與觀測者的位置有關。

  • 通常所說的光速是指第一種速度,“光速是最快的速度”也是指:在第一種速度的意義下,沒有速度可以超過它。

  • 而對於第二種速度,距觀測者越遠的位置,速度就越快。當距離足夠遠時,離開速度的大小就可以超過光速的大小。

需要指出的是:宇宙可觀測部分的直徑才是約920億光年,不是整個宇宙的大小。

  • 可觀測部分指的是:在宇宙誕生時就發出的一個信號,此信號可以傳播的最大距離。

  • 那麼,這個信號總的傳播速度就是空間的膨脹速度+光速。

  • 這個總的速度傳播了137億年之後,大約傳播了460億光年。這個範圍就是今天可觀測宇宙的大小。

更多詳細說明,可@川山洞主,觀看長視頻第26集。

——完。我是@川山洞主,歡迎關注,2019.02.8

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川山洞主


宇宙的年齡約137億年,而宇宙的直徑卻至少有上千億光年,難道大爆炸速度超光速N倍嗎?

愛因斯坦的狹義相對論告訴我們,宇宙中所有物質的運動速度都不可能超過光速!那麼按科學家測算的宇宙約誕生於138.2億年前,按理來說宇宙最大也就138.2億光年,但可觀測宇宙卻高達930億光年!那麼宇宙中物質的的速度暴漲速度超過了光速?那為何狹義相對論中認為物質速度不能超過光速呢?

這個過程我們需要來理解一個概念,就是宇宙的“大爆炸”並非是我們理解當中的氫彈或者原子彈爆炸,當然宇宙“大爆炸”釋放的能量也比兩者大得多!但即使能量再大其碎片飛行速度也是有上限的!但宇宙的大爆炸卻沒有,因為它“炸”出來的不是宇宙的物質碎片,而是空間、時間以及物質的所有一切!在這裡需要強調一個觀念,無論相對論中對物質的速度要求如何,但卻從沒有限制過空間膨脹的速度!

當然空間膨脹的速度也不是相對論可以限制的,從暴漲時代的一個原子大小的空間在10^-32S之內即可膨脹到光年大小,當然現在的宇宙已經膨脹已經沒有那麼高的速率了,但整體累計的膨脹速度卻更快了,因為宇宙的每一個普朗克尺寸內的空間都在膨脹,累計到930億光年外可想而知是一個多大的速度!

當然我們現在用哈勃常數來衡量宇宙膨脹的速度,這個簡單的含義是宇宙在每隔326萬光年的的距離上膨脹速度增加68KM/S,這在任意方向上觀測是一致的,這並非說我們處在宇宙膨脹的中心,而是宇宙的每一點都在膨脹中最好的證明!

按照如此計算,那麼宇宙在多少距離上的膨脹速度超過光速呢?

簡單計算下即可得到距離約為:14372403133.5光年,即143.7億光年外超過光速!

其實這可以簡單理解為一棵在十年前種的樹,但它長到了20M,兩者並無直接關係!宇宙的未來仍將繼續膨脹

它的結局只有三個,分別是大撕裂、臨界狀態和大坍縮!但從現在看來宇宙並未停止膨脹的腳步,反而越來越快,也許未來走向大撕裂是不可避免的!


星辰大海路上的種花家


按照宇宙大爆炸理論的詮釋,確實是這樣,宇宙大爆炸的速度比光速要快很多,而且自大爆炸以來一直在超光速膨脹,速度越來越快!

不過這與愛因斯坦相對論的“光速不可超越”並不衝突,事實上相對論中的光速限制是由前提條件的,並不是任何形式的存在都無法超越光速。

這個條件就是:任何攜帶信息能量的東西都無法超越光速,言外之意,只要不攜帶信息能量,可以盡情地超越光速,大自然並不反對這樣!

而宇宙大爆炸實質上就是空間的膨脹,空間的不斷衍生,這個過程並不傳遞任何信息和能量,所以超越光速並沒有錯,與此類似的還有量子糾纏現象,它的速度也遠超光速,甚至是瞬間完成的!

這就是為什麼宇宙有138億年的歷史,而可觀測宇宙直徑達到了920億光年,而宇宙實際大小會比920億光年更大,只不過920億光年之外的宇宙與我們沒有關係,因為那裡的光線無論如何不會傳到地球,只會越來越遠!

普遍認為,宇宙超光速膨脹的原因是暗能量的存在,暗能量被認為就是不斷衍生的虛空。宇宙的終極未來也掌控在暗能量與暗物質的較量中,看最終哪個能主導宇宙!


宇宙探索


宇宙年齡只有137億年,但是直徑卻上千億光年,這確實說明宇宙大爆炸後膨脹的速度是大於光速的,而且是光速的很多倍。



根據宇宙大爆炸模型,在宇宙誕生之後,整個宇宙經歷了一次暴脹期。該時期內,宇宙的體積在極短時間內以光速的N多倍膨脹,導致了目前可見宇宙的直徑都有920億光年。而且哈波定律還告訴我們,即便是現在,宇宙仍然在加速膨脹。也就是說,在距離我們足夠遠的地方,宇宙相對於我們的膨脹速度是要超過光速的,這個地方的星系發出的光永遠也到不了地球。



有人感覺宇宙膨脹速度大於光速不可思議,認為任何事物的速度都不可以比光速大。其實這種觀念是錯誤的,愛因斯坦的相對論雖然提出了光速不可超越的基本假設,但某些速度並不歸屬相對論所定義的速度。比如宇宙膨脹速度,它就不是傳統意義上的速度,不屬於相對論所限制的速度。相對論所說的速度是那種單位時間內的位移速度,而宇宙膨脹速度是時空的擴張速度,即沒有參考系,也不是物質的速度。所以可以超越光速。


科學探秘頻道


答:宇宙目前的膨脹速度,對於相距144億光年的兩地,因為宇宙膨脹導致的退行速度是超過光速的。


根據現代天文學的觀點,宇宙的年齡大約是138億年,我們可觀測宇宙的實際直徑大約是930億光年;大爆炸理論描述,宇宙在138億年前,由一個奇點暴漲為現在的宇宙,而且目前宇宙還處於加速膨脹當中。

宇宙膨脹已被眾多天文觀測所證實,宇宙膨脹是均勻進行的,在三維空間中沒有膨脹中心,目前的膨脹速度為67.80(km/s)/Mpc,這叫做哈勃常數,表示每百萬秒差距(約326萬光年)的距離上,宇宙膨脹的速度增加67.80千米每秒。


兩點之間因宇宙膨脹導致的退行速度,是和距離成正比的,由此可知,在相距144億光年的距離上,兩地的退行速度將超過光速;我們可觀測宇宙的實際直徑為930億光年,那麼對於我們可觀測宇宙兩端的星系而言,相對退行速度將達到6.5倍光速。

但是這並不違背相對論的光速極限原理,因為相對論是要求物體在空間中的移動速度不能超過光速,但是並未限制空間的膨脹速度,所以宇宙膨脹是可以超過光速的。


就如一個巨大的氣球,一隻螞蟻在氣球上爬行,螞蟻的爬行速度是有限的,最大爬行速度由螞蟻的身體結構來確定;但是這個氣球在不斷地膨脹,而且膨脹在氣球表面是均勻的,相距越遠的兩點遠離速度也越快,並不會受到螞蟻爬行速度的限制。

如果我們宇宙一直膨脹下去,對於我們的可觀測宇宙,絕大部分遙遠星系目前發出來的光線,將永遠無法到達地球,因為星系和地球之間會因為宇宙膨脹而遠離,最終會超過光速。


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艾伯史密斯


有關宇宙的理論,看了這篇文章,你就會覺得與那篇文章的觀點相矛盾,所以看多了,你就會覺得,提出這些理論的科學家,只怕與魯迅筆下《狂人日記》中的主人公一樣,思想很有些怪異,不太正常。

以宇宙膨脹為例,“科學家”以吹氣球做比喻,本人覺得用木杆做比喻也形象。

一根長30米的木杆,把它看成三十截,每截每秒鐘暴長一米,那麼每秒鐘這根木杆總共長了30米,總長度就變成了60米。這個沒錯!

但是,如果你把它截成三十截,每截隔空十米,那麼,每截每秒鐘暴長1米,10秒之內,它們的總距離會有變化嗎?

鐵路上的鋼軌,接頭處要求留下一定的空隙,為的是鋼軌熱脹時,有個緩衝的空間,消化多餘的長度,以免鋼軌頂彎變形。

不管是木杆還是氣球,實體材料膨脹,它用自己的身體推動材料變長變大。

宇宙存在大量的真空,真空是如何快速膨,膨脹的時候,真空憑什麼推動著星球的快速奔跑?

我們真的很好奇!


宋思考


宇宙大爆炸只是個猜想宇宙形成初始狀態,實際還有很多假說,不過以當今人類社會所認識的有限知識,大爆炸假說能解釋各種天文現象,似乎是當今最接近的宇宙形成理論,隨著各種人類觀察天文工具的進步,就發現藍移和紅移天文現象,當人們觀察一些星系時,一部分星系光是離開我們而去的,反應在光譜上叫藍移,一部分星系光是朝向我們飛來的,光譜上叫紅移。光是人類目前宇宙發現最快速度,但是藍移現象已經測到超過光速,能觀察到宇宙似乎正處在一個快速膨脹期。這也是宇宙形成大爆炸理論有力證據,宇宙形成137億年某奇點處大爆炸,然後迅速擴大膨脹,現今能觀察宇宙範圍大約1000億光年距離,這也是宇宙大爆炸理論之一,不過有天文學家提出宇宙是振盪式,現在是擴張期,還有收縮期,只是人類歷史太短,看不到而已,宇宙是什麼?如何形成?宇宙存在多少年?宇宙有邊界嗎?宇宙的形狀是什麼樣?宇宙會死亡嗎?,等等問題都有待人類去認識,也許人類太渺小,永遠不會探索到宇宙的全貌來,但是宇宙探索永遠不停止,因為人類思考是無止境的。


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