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


按照現在的宇宙演化主流觀點認為宇宙起源於138.2億年前的奇點大爆炸,而現在可觀測的宇宙直徑大約達到了930億光年,由此來看宇宙膨脹是超光速的這也是科學上認可的。

那麼一定會有人說這不就打破了愛因斯坦的“不能超光速”的理論嘛?其實這並沒有!

愛因斯坦關於光速的準確定義可以分為兩方面來說:一是有靜止質量的物體達不到光速;二就是信息的傳遞速度不能超過光速。那麼宇宙膨脹的這種超光速並不違反愛因斯坦的理論,宇宙膨脹的是空間。

在量子力學中被愛因斯坦稱為鬼魅般的超距作用的量子糾纏速度甚至會是光速的千倍萬倍,但是這並不能傳遞信息,因此也不影響。

關於宇宙大爆炸論是目前比較被人接受的觀點。

起初物理學家甚至包括愛因斯坦都認為宇宙是穩態的既不膨脹也不收縮,在愛因斯坦提出廣義相對論後,用他的場方程研究宇宙演化的問題得出了不穩定的宇宙結論。愛因斯坦為了避免這種結果就在他的場方程中加入了宇宙學常數,後來在1929年哈勃發現了很多星系表現出紅移現象,證明這些星系在遠離我們。



這說明宇宙不是穩態的,宇宙是在膨脹的。愛因斯坦甚至親自去哈勃工作的天文臺觀測星系的紅移現象。據說愛因斯坦把自己在場方程中加上的宇宙學常數看成是自己一生最大的錯誤,但是目前來看宇宙學常數並非一無是處。

那麼宇宙既然是在膨脹的那麼在遙遠的過去,宇宙一定是起始一個“點”,這個“點”就是緻密、熾熱的奇點。除了紅移現象宇宙背景微波輻射也是宇宙大爆炸論的一個證據。

如果有人質疑反對宇宙大爆炸論,你只要提出有力證據去證明自己的觀點就好。



科學黑洞


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

\n

{!-- PGC_VIDEO:{"status": 0, "thumb_height": 360, "thumb_url": "pgc-image/1537013743738d5f190282c\

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


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。


觀海解局83


宇宙大爆炸之前,整個太空的物質,是凝聚在一起的,整個太空區域,就這麼一點物質,其他地方全部是什麼也沒有,是一個絕對無的空間,不存在任何阻力,所以在大爆炸之後,宇宙向外瘋狂的擴張和膨脹,是沒有任何阻礙的,所以速度很快,其實這個速度也是光速,是光速在絕對無的空間裡,沒有任何阻力的時候,快速許多倍的光速,一秒鐘時間可以膨脹百萬公里,甚至更遠。

因此,宇宙誕生了137億年,它的直徑就超過了一千多億光年,半徑是500億光年,它的膨脹速度度比宇宙內光速,幾乎快要3倍多,因為宇宙是從中心點一圈圈向外擴散的,雖然直徑是一千多億光年,實際上它只膨脹擴散了500億光年,其實這個速度也是光速,或者說是光的極限速度,是光速在絕對無的空間裡,行走的速度。

而我們平常所說的光速,是1秒鐘30萬公里,這個速度是光在宇宙裡行走的速度,而不是在宇宙之外絕對無的空間裡行走的速度,光速在宇宙裡運行,是會遇到阻力的,光雖然是能量,但是光子也是有質量和熱量的,雖然它很微小,幾乎不能計算出來,但是隻要它有熱量,即便是不可見光,也是有能量和熱量的,它在宇宙裡運行的時候,是會遇到阻力的,太空裡面有星際塵埃,有暗物質,有明物質,還有其他各種吸引力,都會阻礙著光子的運行速度,甚至會出現光的折射作用,在行走的時候出現彎曲,綜和各方面條件,去除了各種阻礙數據之後,放在宇宙的運行速度就是30萬公里一秒鐘,這是光在宇宙的運行速度。

但是在宇宙之外,沒有任何阻力的絕對無空間裡,光的運行速度,會要快上3倍數多,這就是宇宙為什麼那麼大的原因,誕生了137億年,而它的直徑卻有一千多億光年的原因。

如果你想知道,光在絕對無的空間運行速度是多少?拿500除137,所得的數據,就是光在絕對無的空間裡行走的速度,也就是說,光在宇宙之外行走的速度,要比光在宇宙之內,行走的速度,要快速3倍多,甚至更快。

因此,不可以拿光在宇宙之內行走的速度,每秒鐘30萬公里的速度,來衡量和計算宇宙的膨脹。

只有以快出3倍多的光速,來計算宇宙的膨脹速度,才是正確的,才能理解,為什麼宇宙誕生了137億年,它的直徑直徑卻有1000多億光年的原因。

宇宙的直徑,目前科學家測量的是一千多億光年,這只是現在的探測水平,再遙遠地方看不到,也許宇宙直徑遠遠大於這個數字,那麼光在絕對無的空間裡會更快。宇宙總是給人類無限的想象空間。

絕對無的空間,是在宇宙之外,就是連真空也沒有,更沒有宇宙塵埃,暗物質和明物質,宇宙射線,黑洞白洞蟲洞,沒有高溫高熱漩渦,極強的吸引力等。

而在宇宙之內,雖然是真空,沒有空氣而已,但是有宇宙塵埃,各種宇宙射線和吸引力,黑洞白洞蟲洞,高溫高熱高壓漩渦,各種星系星球,暗物質和明物質,萬有引力,可見光與不可見過光,光電磁轉換,折射反射彎曲光線等,都會阻礙光線傳播的速度。

也就是說,光在宇宙之外的極限速度應該是每秒鐘百萬公里或者更多,但光在宇宙之內,因為各種阻礙消耗,速度降落到了每秒鐘30萬公里。


分享到:


相關文章: