不可思議的宇宙膨脹速度:可能超30千米

“速度”在科學上是用來衡量物體運動的快慢和方向,主要包括線速度和角速度,我們日常生活中所說的速度一般是指線速度,速度在數值上等於物體運動的位移跟發生這段位移所用的時間的比值,我們最常用的速度單位是“米每秒”。比如,我們在高速公路上開汽車,通常會有一個速度的限制,那就是120千米每小時,也就是差不多33.3米每秒的速度,如果快於這個速度,就超速了。

不可思議的宇宙膨脹速度:可能超30千米/秒 超越光速

宇宙中比光速還要快的速度

不過,在太空探索中,我們普通汽車的速度就太慢了,如果我們發射人造衛星,就需要克服地球的引力,那麼就要達到第一宇宙速度以上,也就是7.9千米每秒。如果我們要飛出地球,完全擺脫地球的引力,那麼就需要達到第二宇宙速度,也就是11.2千米每秒以上。以此類推,如果要擺脫太陽系的引力,就需要達到第三宇宙速度,也就是16.7千米每秒。

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SpaceX獵鷹9號火箭與龍飛船

比如,目前人類發射的飛行距離最遠的宇宙空間探測器,是美國在1977年發射的旅行者1號和旅行者2號,最快差不多就被加速到了20千米每秒,目前差不多飛行到了太陽系的柯伊伯帶地區。如果,想要擺脫銀河系的引力,就需要達到第四宇宙速度,這一速度預計為110至120千米每秒,目前人類技術還不能達到。科學家還提出了第五宇宙速度,也就是飛出“本星系群”的最小速度,大約為1500至2250千米每秒;還有第六宇宙速度,也就是飛出地球所在的宇宙的最小速度,由於人類對於宇宙的認識還十分膚淺,目前還沒有準確的數值。

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旅行者1號和2號軌跡圖

以上我們所說的所有速度和“光速”來對比,那就是小巫見大巫了,光速的速度是大約30萬千米每秒,地球到太陽的距離大約1.5億千米,太陽光走完這一段路程只需要8分鐘多的時間。那麼,假如我們人類能夠以光速前進,探索宇宙,是不是就能輕鬆到達任何地方了呢?其實不然,人類飛行器就算能夠達到光速,對於宇宙探索還是不夠用的。

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宇宙全景圖

“宇宙”從字面上來理解,上下四方謂之“宇”,古往今來謂之“宙”,也就是說宇宙是時間和空間的集合體,實際上還不止,我們可以理解為宇宙是包含了時間、空間和事物(物質)的集合體。人類從古至今就在探索宇宙,從中國古代的天圓地方,到古代印度的梵天一夢,都是對於宇宙的樸素想象。宇宙到底有多大呢?目前還沒有定論,但是最近研究表明宇宙的直徑至少有920億光年。

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宇宙大爆炸

也就是說,就算我們光速前進,從宇宙的一頭到另一頭,也需要920億年時間,而我們地球的歷史也才46億年時間左右。所以,在科幻電影中,宇宙旅行的速度都是“超光速”,那麼宇宙中有沒有比光速快的速度呢?這個好像還真有,“大爆炸理論”是目前最流行的宇宙學說,認為宇宙的時間和空間都來源於大約在138.2億年前的一次大爆炸。

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太陽系鄰近星際空間

也就是說宇宙的年齡大約為138.2億年,而我們觀測到的宇宙直徑卻有920億光年,而時間和空間的起點是一樣的,也就是我們所說的“奇點”。光速是30萬千米每秒,大爆炸至今的時間為138.2億年,那麼光應該走了138.2億光年,為什麼宇宙直徑卻有920億光年呢?說明,除了光速以外,還有一種更快的速度存在,那就是“宇宙空間的膨脹速度”,大爆炸以後,宇宙空間不斷膨脹,空間的膨脹速度比光速要快,我們人類將來能不能利用空間膨脹來進行宇宙探索呢?

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宇宙飛船

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