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宇宙起源于138億年前,為什么我們卻能看到460億光年之外?

 timtxu 2019-03-03

宇宙起源于138億年前,為什么我們卻能看到460億光年之外?

宇宙

宇宙起源于138億年前,為什么我們卻能看到460億光年之外?

460億光年是現(xiàn)今人類技術(shù)能觀測到的離地球最遠的距離,也叫“可觀測距離”。

宇宙起源于138億年前,那即使光從宇宙誕生的時候,就開始跑,一直跑了138億年,最多也只能跑138億光年;為什么我們卻能觀測到460億光年這么遠的距離呢?

而且460億光年是地球直接觀測到的距離,也就是地球可以觀測到的宇宙的半徑,那宇宙的直徑至少是920億光年。

那問題其實就是:為什么宇宙只有138億年,宇宙直徑卻有920億光年?

宇宙起源于138億年前,為什么我們卻能看到460億光年之外?

可觀測宇宙,直徑720億光年

科學家的解釋就是宇宙空間膨脹

那我們計算一下膨脹到什么程度?

僅僅從我們能觀測到的宇宙和宇宙起源的時間,我們就可以推測,空間膨脹的速度至少是光速的:920億/138億=6倍。

宇宙起源于138億年前,為什么我們卻能看到460億光年之外?

問題似乎已經(jīng)解決了,但是回頭看這個問題隱含的假設,卻極為詭異:

問題是:為什么宇宙只有138億年,宇宙直徑卻有920光年?

這個問題本身假設的是:宇宙一開始就出現(xiàn)了一束光,這一束光一直跑了138億年,然后來到地球。

宇宙起源于138億年前,為什么我們卻能看到460億光年之外?

光線

而這個過程中,空間一直在膨脹,且膨脹的速度超過光速的6倍。

那按道理,這一束光應該永遠也到達不了地球,因為空間膨脹的速度比光速還快。

也就是說,在宇宙出現(xiàn)光的時候,如果一個恒星離我們138億光年,那我們永遠也看不到它發(fā)出來的光。

從這個角度來看,上面的問題本身就是個偽命題。

那宇宙膨脹到底怎么影響我們現(xiàn)在看到的宇宙?

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宇宙

先看看,宇宙膨脹速度是怎么超過光速的?

宇宙膨脹理論另外一個關(guān)鍵點是,距離越遠的兩個點,膨脹速度越快;距離越近膨脹速度越慢。

我們大概可以理解為,宇宙空間可能勻速膨脹,而所謂的超越光速膨脹,就是宇宙中一條跨越宇宙兩端的直線,兩端點之間,距離增加的速度(膨脹速度)超越光速,也就是這條直線的長度增加,超過光速。

宇宙起源于138億年前,為什么我們卻能看到460億光年之外?

宇宙膨脹超越光速

光是宇宙大爆炸后,宇宙有了一定規(guī)模才出現(xiàn)

光是宇宙大爆炸后38萬年才出現(xiàn),這時宇宙已經(jīng)有一定規(guī)模。由于宇宙在膨脹,我們現(xiàn)在能看到宇宙最遠的光,跟光誕生的那一刻,其他星體跟我們之間的距離有關(guān)。

現(xiàn)在我們能觀測到最遠460億光年的恒星,根據(jù)紅移和宇宙學公式計算,這些最遠的恒星在光誕生的時候,距離我們僅僅只有4200萬光年。

宇宙起源于138億年前,為什么我們卻能看到460億光年之外?

宇宙

光誕生時臨界距離:

光誕生時候,我們能觀測到的臨界距離就是4200萬光年。也就是說我們現(xiàn)在看到的宇宙,在光誕生的時候,距離我們都小于4200萬光年。

他們的光線到現(xiàn)在已經(jīng)到達地球,所以我們看得到。

也就是說:我們看到的宇宙,其實只是宇宙出現(xiàn)光的那一刻,離我們比較近的空間。

宇宙起源于138億年前,為什么我們卻能看到460億光年之外?

光誕生和我們現(xiàn)在看到的宇宙的關(guān)系

那光誕生時,距離我們超過4200萬光年的空間,我們還能看到嗎?

還能看到一部分,但是他們的光現(xiàn)在還沒有抵達地球,所以我們看不到,未來天上會越來越多星星,人類能看到的也會越來越遠。

宇宙起源于138億年前,為什么我們卻能看到460億光年之外?

未來看到的星星會越來越多

光誕生時極限距離:

但是光誕生時,距離我們大于某個極限的距離,那些地方的光永遠也無法到達地球。也就是說,我們能觀測到的宇宙總是有限的。

宇宙起源于138億年前,為什么我們卻能看到460億光年之外?

有些地方我們永遠也觀測不到

指尖科技說小編最后總結(jié)一下:宇宙起源于138億年前,為什么我們能看到460億光年外?因為宇宙在膨脹,而且膨脹速度超過光速。而我們現(xiàn)在看到的宇宙最遠距離跟光誕生的時候,這些天體離我們的距離有關(guān),小于4200萬光年,則現(xiàn)在就在460億光年內(nèi);大于4200萬光年,小于極限距離,則未來我們還可以看到這些天體;大于極限距離則我們永遠都看不到。

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