宇宙年龄只有140多亿年,宽度却有920亿光年,这不是一个明显的悖论吗?

吴谋


宇宙膨胀速度是大于光速的。但这与有质量物体速度不能大于等于光速并不矛盾。你可以把宇宙想象成一个大气球,气球没吹起前,气球皮上有很近的两个点。气球吹起之后,两个点在飞速远离,但实际上两个点是没有动的,动的只是空间。

同样道理,当这个“气球”上升到宇宙尺度时,只要它还在膨胀,那“气球”皮上必然有一些点单位时间内的相对距离超过光速。



银川往事


光速是个极限,任何速度超不过。按照宇宙大爆炸学说,宇宙是一个奇点爆炸产生,宇宙物质的扩散速度应该不超过光速。所以,如果宇宙年龄140亿年,那么按光速扩散的宇宙边界不应超过140亿光年。


走过童年的河


这并不是悖论,而是宇宙膨胀的结果。

首先按照大爆炸宇宙模型,我们宇宙的年龄大约为138亿年,并不是题目所说的140多亿(这个数据是很久前的了,已经过时),其次所谓的920亿光年的宽度,指的是可观测宇宙的直径,这是一个球状宇宙,以地球为中心,毕竟从名称也可以看出,是以观测为前提的。

我们知道宇宙膨胀已经成为了一个可观测的事实,正是如此,才导致了宇宙年龄138亿岁,而可观测的半径达到了460亿光年(即920亿光年直径)。

在宇宙诞生初期,大约38万年左右,第一批能够自由传播的光子出来了,也就是咱们现在所说的宇宙背景辐射,按照道理说,因为宇宙年龄不过138亿岁,因此这些光子走过的距离也应当是对应的光年,但因为宇宙膨胀的关系,当初的光源也在跟着空间移动。

可以想象这幅画面,光子在往前跑,而光源却因为宇宙膨胀在往后退,于是当138亿年过去了,光子被地球人接收,而当初的光源现在却距离地球约460亿光年。

那么可观测宇宙之外又是什么呢?很简单,还是宇宙,不过我们并不能观测到。但按照宇宙学原理来说,可观测宇宙实际上有无数个,宇宙空间任意一点都可以作为可观测宇宙的中心,并且看到的宇宙在大尺度上是相同的。

综上所述,宇宙年龄138亿岁,而可观测宇宙的直径却有920亿光年,并非悖论,而正是由于宇宙膨胀导致的。

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赛先生科普


年是时间,光年是距离,别以为只有你懂。但宇宙是从原点爆炸扩张,时间上最多扩张140亿年。此时,在光速为最快的情况下,宇宙的边界距离为280亿光年。故,题主提出疑问…何来的920亿光年距离?

讽刺说题主的人,请好好审题!


玉林麽麽茶


首先,光速是宇宙中最快的速度这句话是正确的,至少是当代科学界的共识,有人总说你怎么知道没有比光更快的速度,这是抬杠,每一项科学结论只要在理论上成立,实验上证实,就可以作为科学研究的依据,并成为大家探讨问题的基础和前提,否则,只会陷入桃谷六仙般的夹缠不清当中。

其次,光速是最快的速度不假,但不是最快的现象,这两个概念一定要搞清楚。举个很简单的例子,阳光照射到冥王星需要4-6个小时(按轨道位置不同),但我的念头只要一闪就到了。这就需要区分,这个算不算速度,答案是不算,因为你不能传递任何信息。能否传递信息,是区别速度和现象的重要依据。

最后,光速最快不假,宇宙的宽度大于140亿光年也不假,因为一种是速度,一种是现象。哈勃太空望远镜观测到,宇宙正处于膨胀状态,且距离我们越远的星系,其退行的速度越大,而只要距离我们超过4300万秒差距的星系,离开我们的速度就已经超过了光速,我们看到的他们,也只是亿万年前的影像,他们注定要消失在我们的视野,宇宙也终将陷入一个个宇宙孤岛的局面,所以,《三体》中才有“光锥之内即命运”的说法。

所以,如果对这个说法还无法理解的朋友,可以去买一本汪洁老师的《时间的形状——相对论史话》耐心仔细看看,毕竟这种比较深奥涉及知识较多的问题,不是靠今日头条这种茶馆聊天式的媒体能够搞清楚的。

最后,奉劝年轻的朋友,玩手机刷头条有暇,也要多看看书哟。


玉郎江枫21044727


觉得你不应该被冠以文化领域创作啥的,一个是时间单位,一个是长度单位


镜花水月明镜止水


其实这并不是什么悖论,而是题主误解了宇宙大爆炸和相对论。

宇宙的年龄和大小

根据宇宙大爆炸理论,宇宙目前的年龄约为138亿年。宇宙最初从一个无限小的奇点膨胀而来,目前的宽度可达930亿光年。由此可见,宇宙的膨胀速度已经远超光速。

但相对论又指出,有质量物体的运动速度不可能超光速,而膨胀宇宙中的星系退行速度肯定超过了光速,这是一个明显的悖论吗?究竟是相对论错了,还是宇宙大爆炸理论错了呢?

事实上,哪个理论都没有错,并不存在悖论。而且宇宙实际宽度远超930亿光年,宇宙之大超乎想象。即便宇宙膨胀速度远快于光速,也不会与相对论矛盾。

宇宙膨胀究竟是怎么回事?

奇点最初并不是在空无一物的空间中,宇宙最初没有空间。随着时间的推移,宇宙不断膨胀,空间自身变得越来越大,宇宙膨胀其实是空间结构自身在不断增长和扩张。

空间结构在每一处都会膨胀,导致空间中的星系会被互相拉开,星系之间被迫互相远离而去。并且远离速度会随着距离的增加而变大,因为距离越远,空间在单位时间内扩张得越多。

关于空间膨胀现象,我们可以通过气球来简单解释。如果我们不考虑气球的内部和外部,把气球表面视作空间结构。在气球表面上画一些点,以此表示星系。假设当气球膨胀时,每过一秒,原来1米的距离会变为2米。

随着气球的膨胀,表面上的每个点都会远离其他点。如果A点与B点之间相距1米,那么,1秒后,它们相距2米,它们之间互相远离的速度为1米/秒。如果A点与C点之间相距2米,那么,1秒后,它们相距4米,它们之间互相远离的速度为2米/秒。以此类推,当两个点之间的距离达到30万千米时,那么,1秒后,它们相距60万千米,它们之间互相远离的速度为30万千米/秒,这已经超光速了(真空光速为299792458米/秒)。

虽然气球上的点本身并没有动,但气球膨胀会让点与点之间的距离逐渐变远。只要两个点的距离足够远,它们就会以超光速远离彼此。

宇宙膨胀可以超光速,不受相对论限制

宇宙膨胀也类似于此,星系超光速退行是由空间本身膨胀所致,而空间的超光速膨胀不会受到包括相对论在内的任何理论的限制。因为空间不是物质,也不是能量,空间能以任意速度膨胀。根据目前的哈勃常数来计算,只要目前宇宙中星系之间的距离超过140亿光年,由于它们之间空间的快速膨胀,它们之间互相远离的速度就会超过光速。

正因为如此,即便宇宙才诞生了138亿年,但宇宙的半径能够远超138亿光年。另外,直径为930亿光年是可观测宇宙的大小,这是我们在地球上所能看到的宇宙范围。因为空间在超光速膨胀,而宇宙的存在时间和光速都是有限的,所以我们只能看到有限大小的宇宙。据估计,宇宙的实际宽度可能高达数十万亿光年,还有更大的宇宙是我们目前所无法观测到的。


火星一号


我不是学习物理的,但也喜欢考虑这个问题。我一直有一个猜想(也许早有理论,也许是空想),就是宇宙爆炸是物质是低能量态到高能量态的过程,爆炸中心是提供能量的源泉。也许不可视宇宙比可视宇宙大得多,大爆炸的能量使物质跃迁到可视状态,有了今天的可感知的宇宙。就像透明的空气,我们感知不到,但有了白雾,就感知到了。光速是可感知宇宙最快的,但在不可感知宇宙中,低能量态物依然受宇宙爆炸(或宇宙爆炸前就己进行)影响进行能量传递(挤压),到达一定能量值,也会有可感知高能量物质产生,形成物质(星系)。好比水面上,投一个石子,水波动了附近的树叶(大爆炸直接产生的星系),也会传波动了远方的树叶(通过低能量物质传递累加产生的星系)。所以,除了膨胀的原因,或许存在低能量物质经过能量累加跃迁的情况,由于能量(大爆炸和压力)中心相同,呈现相同的运动状态,所以,宇宙的产生,不一定都是从爆炸点光速传递的,也有能量传递后,在旦某些点跃迁产生的。个人愚见,见笑。


枫凌


宇宙年龄只有140多亿年,宽度却有920亿光年,这不是一个明显的悖论吗?还真不是。

地球来源于138亿年前奇点的大爆炸,在极短的时间内向外喷发出无比巨大质量的物质和能量,逐渐形成了宇宙空间和组成宇宙的各种星体。上世纪20年代,美国天文学家哈勃通过长期天文观测,发现距离地球越远的星系,它们发出电磁辐射形成的可见光谱线,向红端移动的幅度就会越大,由此提出了星系距离与红移成正比的哈勃定律,证实了宇宙在逐渐膨胀的事实,目前宇宙膨胀理论已经成为天文界的主流观点。

至于宇宙膨胀的驱动力到底为何,多年来科学家们始终找不到合理解释。后来越来越意识到,肯定有我们观测不到的物质和能量,在推动宇宙星系做出现有物理理论解释不了的运动特征,宇宙膨胀就是其一。其中,暗物质只提供引力作用,推动星体及星际物质逐渐靠拢聚集。而暗能量提供“排斥力”,推动宇宙整体向外膨胀。



借助于ΛCDM冷暗物质模型,和普朗克卫星测得的一些天文参数,人们对通过哈勃常数计算出的宇宙年龄进行了修正,最终结果为137.7—138.1亿年之间,这就是宇宙自诞生之日到现在的年龄。

科学家们在计算哈勃常数时,是通过计算百万秒差距(即326万光年)处,星系远离我们的速度约为每秒67.8公里,把这个常量定义为哈勃常数。再通过计算,在可观测宇宙范围的半径465亿光年处,宇宙目标星系远离我们的速度达到了光速的3倍多。

宇宙的膨胀其实是空间的膨胀,从地球或者其它固定的地方作为观测点,远处的膨胀就会带有累积性。几千万年前可以到达地球的光,由于宇宙的膨胀,光达到地球的路程就会不断加大,从而使所需要的时间变长。目前可观测宇宙的边界为以地球为圆心半径465亿光年,根据科学家测算结果,其实那个地方最早发出的光,是距离地球4200万光年处发出的,本来光4200万年可以走完的路,最终需要465亿年。

不知道小伙伴们明白了吗?宇宙的年龄和可观测宇宙范围有一定联系,但从数值代表的含义看也有区别,根源就在于宇宙的膨胀。至于可观测宇宙之外是什么,还是宇宙,因为边缘宇宙扩张速度已经远远大于光速,理论上我们或许永远不能知道它的样子了。


优美生态环境保卫者


理论上,宇宙扩张的速度不会大于光速,所以宇宙诞生起就开始扩张,理论上是不可能超过140光年(因为物质扩散的速度不可能超过140光年),

但是有两个说法,一个是相对论,当速度越快,时间的流速相对越慢,所以我们感觉的年和运动中的物质自身感受的年不对等,就是说光速往外的时候,可能时间相对静止。。从这个角度来说,我们看到的140亿年,对外扩张的世界感受可能是920亿光年。。

还有这么一个说法,宇宙是多层级的,当能量达到一定程度,物质会到达更高的层级,这个层级的概念和现实不一样,有可能他们的一寸就是我们概念中的一尺,这就像神话故事中天上一日地下一年(这个是时间概念,那个距离概念可能和这个差不多意思)。。。这种又有点空间跳跃的意思,未来科幻小说有这样一个概念,只要一个奇点,穿过这个奇点,可以瞬间到达几光年以外的地方

我是一个喜欢看小说,所有的看法仅仅是给大家提供一个思路,不代表正确


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