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


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


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


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。


侯法明世界科學說


以下純屬個人觀點。

要說清這個問題,首先必須解釋光速是什麼,即每秒約30萬公里,也是目前自然界已知的物質運動最大速度,但要討論光速是否為固定值,就要不開另一個問題,什麼是時間?

我們一直認為時間是固定的向量,它獨立於已知的任何物質之外,像一個無法捕捉的幽靈一樣向著固定的方向奔跑且永不停止或後退。

但根據霍金《時間簡史》中的描述,時間似乎並不是無跡可尋的,其中有一個很有意思的實驗,將兩個高精度原子鐘分別放置於地表和外層空間,經過一段時間後,兩個鐘的時間顯示竟然會出現細微的差別。同時,相對論也提出了了物質運動的速度越快其質量越大,當物質運動達到光速時其質量無限大,所以沒有任何一種有質量的物質可以達到光速,換句話說,耗費能量可以使物質加速,但耗盡整個宇宙的能量也無法把一粒沙子加速到光速。

不知道各位是否發現,這兩個結論似乎都把時間和另一種東西聯繫了起來,引力,四種基本力之一,質量和引力的關係無需贅言,問題是引力為何能夠影響無形無質的時間?

已知引力可以扭曲空間,也許有個東西可以幫我們理解時間的本質。

眾所周知,我們的宇宙無時無刻都在受到引力的影響,並且當某一個區域承受的質量過大,這個區域的空間就會被扭曲,進而塌縮形成黑洞,而這個質量造成空間扭曲的臨界值被稱作史瓦西半徑,簡單來說,當某一物質的質量不變的情況下,其實際半徑被壓縮到史瓦西半徑以下,周圍的空間就會塌縮形成黑洞,以地球為例,它的史瓦西半徑為9毫米左右。

由此可見,空間對於物質似乎也是有承壓極限的,那回過頭看看突破這個極限之後時間會怎麼樣呢,根據廣義相對論的描述,假如我們向黑洞投擲一顆石子並從一個安全距離上觀察,我們會發現,這個石子會以越來越慢的速度接近黑洞,並且永遠持續這個過程,簡單來說,對於觀測的我們來說,它的時間流逝速度無限趨近於0,或者說,它靜止了。而它本身則會以大於等於光速的速度跌入黑洞中心。

說到這其實我也有點懵,因為要用最簡單的方式表述這一切太困難了,尤其是在我自己都一知半解的情況下,從種種已知最可能的理論來看,也許可能存在這樣一種可能,我們從一開始就搞錯了,沒有時間,它不過是我們對於宇宙不斷膨脹,或者說空間膨脹的客觀感受。或許很多人會說這絕對沒道理,我走快點都能明確感受到速度變化,但在宇宙尺度上呢,相對於地球,我們靜止,相對於太陽系,我們也是靜止的。(如果說到航天飛機或者衛星或者旅行者系列探測器,則可以在更大尺度上認為其靜止,然而它們耗費的能量顯然遠遠超過快步走,再扯下去又要到阿基里斯和烏龜了)

如果時間是空間膨脹的倒影,那麼必然的,空間受引力影響造成的曲率不規則也會引起時間的不規則,但打個比方,銀河系中心的超級黑洞就像個大秤砣,和它比起來銀河系其他的質量體都太渺小,因此雖然存在各個點的時空不均勻,但相比於銀河系核心造成的影響,其差別微乎其微。

那如果對比更大的質量體呢,比如整個宇宙的核心,那個包含了所有物質的奇點,那宇宙中任何其他的質量體都可以忽略不計了,所以大膽想象一下,光速不是恆定的,因為光子運動離不開空間為介質,而從整個宇宙的尺度上看,空間曲率隨著逐漸膨脹必定逐步降低,那麼,我們直觀感受到的光速,則會越靠近宇宙邊緣越高。同時別忘記,由於這種空間曲率越靠近核心越高的特點,可能導致在外延區域看來可能宇宙已經經歷了漫長的歲月,可在核心區域,仍然還是大爆炸的那一瞬間。也就是說,如果我們在地球研究光速,那它無論始於何時何地都是每秒約30萬公里,假如我們去960000億光年外,可能無論怎麼研究,光速都是每秒60萬公里,決定它的,研究者所在那一點的空間曲率和膨脹係數。

有點像黑洞的事件視界效應。

行了,扯夠了,作為一個連業餘都不配自稱的人,感覺扯的這些都有點侮辱物理學,不過只要不為了謀利去誤導別人,多想想的同時說兩句,大概也沒有槍斃的罪過。


不正經的花生米


宇宙大爆炸的速度的確是超光速的,光速限制原理管不了它,因為這個爆炸不是普通意義上物質的爆炸――物體的碎片向四面八方運動。這個爆炸是空間的爆炸,是空間向四面八方的擴張運動,不是物質在空間的運動。


嚴格說起來“爆炸”這個詞並不精確,應該說是“膨脹”。時間是一維特殊的空間,而時間總給人運動流逝的感覺,因此空間必然也應該是運動的,這個運動就是膨脹,膨脹是空間的本質屬性,空間因膨脹而生。應該說沒有膨脹就沒有空間,換句話說宇宙一旦不膨脹了,那空間也就消失了。

這個宇宙的空間都是由“奇點”膨脹出來的,宇宙誕生多少年,空間就膨脹多少年。

最新科學表明宇宙已經138.2億歲,空間也已經膨脹了138.2億年了,如果一直以宇宙中物體運動速度的最高速――光速來膨脹,宇宙的直徑也不過是138.2x2=276.4億光年,可目前可觀測宇宙的直徑卻高達920億光年。顯然這個空間膨脹速度超過了光速,這是毫無質疑的。對於這個問題,人們用哈勃定律來解釋,並用現在的哈勃常數計算出結果:宇宙中每隔326萬光年,星系的退行速度(就是空間膨脹速度)就增加大約67.6千米/秒。這樣算下來任意相隔大約140多億光年的距離,空間的膨脹速度就超過光速。這意味著宇宙空間的每一點都在膨脹,宇宙不存在中心。這些話的含義如果拿我們銀河系來解釋是這樣:與我們銀河系最近的河外星系就是大小麥哲倫星系和仙女座星系,其中和仙女座星系相距僅250萬光年,



銀河系和仙女座星系

根據哈勃定律計算可得銀河系和仙女座星系相互退行速度理論值僅為52千米/秒左右,幾乎可以忽略不計(但據美NASA說銀河系和仙女座星系將於37.5億年後相撞,


因為它們同屬一個本星系群,不但不相互退行,反而在相互引力下越來越近,不管怎麼說,它們相互的速度並不大。)。而在距銀河系140多億光年的河外星系看來,我們的銀河系正在以光速退行。這充分說明宇宙每一點都在膨脹,距離越遠,相互膨脹的速度越大。

按照上面的結論,我們再來算一算現在可觀測宇宙最邊緣處的“爆炸”速度是多少?直徑920億光年,那距我們最遠不會超過460億光年。用140億去除,這樣算下來得數為3.2左右,也就是說可觀測宇宙邊緣的“爆炸”速度可達3.2倍光速。


物原愛牛毛1


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


這個問題提的太好了。現在科學界公認的宇宙起源是“於宙大爆炸”理論,就是宇宙是在一個“奇點”開始瞬間發生大爆炸,向四面八方膨脹,而且現在仍在進行中,這是由“紅移”現象而確定的。宇宙的年齡約138億年,而宇宙的直徑卻高達上億光年,而愛因斯坦的狹義相對論卻說宇宙中的物質速度是不可能超過光速的即“光速不可逾越”理論。那麼宇宙物質用了138億年卻到了1000多億光年的距離,這種矛盾怎樣理解?本人一介草民,我的理解是:宇宙產生於一個“奇點”的大爆炸,而這個“奇點”不是物質而是能量,它在“瞬間”發生爆炸,不遵守愛因斯坦的狹義相對論,而這一“瞬間”是不需要時間的。而這個“奇點”轉化為現存這個宇宙的“物質”時就按照光速仍在膨脹著!不知我這種“猜想”靠不靠譜?!


用戶6387774257210


歐航局在2013年利用普朗克衛星測量出了更加精確的哈勃常數,最新的哈勃常數表明空間距離增加300萬光年,空間膨脹速度就增加67.8km/s


藉助於最新的哈勃常數,宇宙的年齡也精確到了138.2億年,但僅僅是可觀測宇宙直徑就達到了930億光年,這說明我們的宇宙在大爆炸初期存在“暴漲”行為,在極短的時間內膨脹到了巨大的尺度,也就是說宇宙空間的膨脹速度超過了光速。

愛因斯坦的相對論認為在宇宙空間之內,信息傳遞速度不能超過光速,任何有靜止質量的物體也不可能達到光速。相對論提出一個多世紀以來我們也再不斷的驗證它,目前為止相對論仍然是非常正確的理論,但是相對論也有它本身的侷限性。



光速不可被超越只侷限於宇宙空間之內的物體,而宇宙大爆炸代表宇宙空間本身的膨脹,打個不恰當的比方:我們的宇宙就好像快速膨脹的氣球一樣,物質之間的距離隨著氣球的增大而增加,但這種距離是由氣球本身膨脹引起的,相對論約束的是氣球內的物質,並不能約束氣球本身。

按照目前的宇宙學模型來看,我們的宇宙一直在加速膨脹這種,暗能量的存在有可能會讓我們的宇宙走向大撕裂結局,也就是說隨著時間的推移,宇宙空間的物質密度會越來越小,一切物質都會被空間膨脹所撕碎。



人類對於宇宙的瞭解還很有限,也許未來會有新的發現來打破現在對宇宙的認知


宇宙探索未解之迷


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

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川山洞主


首先物質速度不能超過光速是愛因斯坦的理論,記住,是愛因斯坦的理論,並不等於真理。

其次,任何理論都有侷限性,幾乎所有的物理天文學家都想追求一個最簡單的物理理論來適用整個宇宙,愛因斯坦一輩子都在追求這個目標,但最後還是出現了量子力學。

所以我想說的是,如果你很喜歡宇宙學,當你瞭解很多這方面的知識後,你就會明白很多理論都有侷限性,包括物質運動速度不能超過光速,當奇點爆炸的一瞬間早就超過光速多少倍了。還有我們所說萬有引力,當物質達到量子級別,只有電磁力。在太陽系內,離太陽越近的行星軌道運動越快,越遠越慢,這是萬有引力。但到了銀河系級別的範圍,所有圍繞銀河系中心黑洞運動的星系速度都是一樣的,萬有引力被打破了,所以愛因斯坦才會提出宇宙常數來避免萬有引力在這個範圍出現的錯誤。當然後來科學家把這個常數推斷成暗物質,暗能量,雖然從來沒探測到這種東西。還有很多這樣的例子。

所以總結一下,宇宙大爆炸是根據各種觀測和科學的方法得到的結論,例如宇宙膨脹,最早就是哈勃望遠鏡觀測到的,叫哈勃定律。

雖然大爆炸的時間很難計算的那麼準,137億年是科學界主流都認同的。但並不是那麼準確,大概在100到200億光年之間這個範圍。

所以再說一次,當前為止所有科學家提的理論都是有侷限範圍的,到現為止也沒有任何一種物理理論能適用整個宇宙範圍。所以二者並不衝突。如果一定說有衝突,也要以大爆炸為準。畢竟愛因斯坦有很多理論是以數學為基礎,而大爆炸是通過各種觀測得到的實際結論,雖然也不一定是對的,但還是後者更可靠。


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