宇宙起源于138亿年前,为什么我们却能看到460亿光年之外?

宇宙起源于138亿年前,为什么我们却能看到460亿光年之外?

宇宙

宇宙起源于138亿年前,为什么我们却能看到460亿光年之外?

460亿光年是现今人类技术能观测到的离地球最远的距离,也叫“可观测距离”。

宇宙起源于138亿年前,那即使光从宇宙诞生的时候,就开始跑,一直跑了138亿年,最多也只能跑138亿光年;为什么我们却能观测到460亿光年这么远的距离呢?

而且460亿光年是地球直接观测到的距离,也就是地球可以观测到的宇宙的半径,那宇宙的直径至少是920亿光年。

那问题其实就是:为什么宇宙只有138亿年,宇宙直径却有920亿光年?

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可观测宇宙,直径720亿光年

科学家的解释就是宇宙空间膨胀

那我们计算一下膨胀到什么程度?

仅仅从我们能观测到的宇宙和宇宙起源的时间,我们就可以推测,空间膨胀的速度至少是光速的:920亿/138亿=6倍。

宇宙起源于138亿年前,为什么我们却能看到460亿光年之外?

问题似乎已经解决了,但是回头看这个问题隐含的假设,却极为诡异:

问题是:为什么宇宙只有138亿年,宇宙直径却有920光年?

这个问题本身假设的是:宇宙一开始就出现了一束光,这一束光一直跑了138亿年,然后来到地球。

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光线

而这个过程中,空间一直在膨胀,且膨胀的速度超过光速的6倍。

那按道理,这一束光应该永远也到达不了地球,因为空间膨胀的速度比光速还快。

也就是说,在宇宙出现光的时候,如果一个恒星离我们138亿光年,那我们永远也看不到它发出来的光。

从这个角度来看,上面的问题本身就是个伪命题。

那宇宙膨胀到底怎么影响我们现在看到的宇宙?

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宇宙

先看看,宇宙膨胀速度是怎么超过光速的?

宇宙膨胀理论另外一个关键点是,距离越远的两个点,膨胀速度越快;距离越近膨胀速度越慢。

我们大概可以理解为,宇宙空间可能匀速膨胀,而所谓的超越光速膨胀,就是宇宙中一条跨越宇宙两端的直线,两端点之间,距离增加的速度(膨胀速度)超越光速,也就是这条直线的长度增加,超过光速。

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宇宙膨胀超越光速

光是宇宙大爆炸后,宇宙有了一定规模才出现

光是宇宙大爆炸后38万年才出现,这时宇宙已经有一定规模。由于宇宙在膨胀,我们现在能看到宇宙最远的光,跟光诞生的那一刻,其他星体跟我们之间的距离有关

现在我们能观测到最远460亿光年的恒星,根据红移和宇宙学公式计算,这些最远的恒星在光诞生的时候,距离我们仅仅只有4200万光年。

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宇宙

光诞生时临界距离:

光诞生时候,我们能观测到的临界距离就是4200万光年。也就是说我们现在看到的宇宙,在光诞生的时候,距离我们都小于4200万光年。

他们的光线到现在已经到达地球,所以我们看得到。

也就是说:我们看到的宇宙,其实只是宇宙出现光的那一刻,离我们比较近的空间

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光诞生和我们现在看到的宇宙的关系

那光诞生时,距离我们超过4200万光年的空间,我们还能看到吗?

还能看到一部分,但是他们的光现在还没有抵达地球,所以我们看不到,未来天上会越来越多星星,人类能看到的也会越来越远。

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未来看到的星星会越来越多

光诞生时极限距离:

但是光诞生时,距离我们大于某个极限的距离,那些地方的光永远也无法到达地球。也就是说,我们能观测到的宇宙总是有限的。

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有些地方我们永远也观测不到

指尖科技说小编最后总结一下:宇宙起源于138亿年前,为什么我们能看到460亿光年外?因为宇宙在膨胀,而且膨胀速度超过光速。而我们现在看到的宇宙最远距离跟光诞生的时候,这些天体离我们的距离有关,小于4200万光年,则现在就在460亿光年内;大于4200万光年,小于极限距离,则未来我们还可以看到这些天体;大于极限距离则我们永远都看不到。


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