宇宙的年龄约137亿年,而宇宙的直径却至少有上千亿光年,难道大爆炸速度超光速n倍吗?

申生俊


宇宙扩张的速度确实超过光速。

以目前的理论来说,会有这样的问题主要是因为人们对相对论的一知半解造成的。

相对论是指有质量的物体无法加速到光速,力的传播是有极限的,这个极限就是光速。而这个定义对空间是无效的。

举个例子,太阳往右运行,那么它向左发出的光相对太阳岂不是超光速了?事实上,向左的光和向右运行的太阳之间的相对速度确实超过了光速。原因是他们之间的空间扩张速度超过了光速,并非是他们俩的运动超过了光速。而空间的扩张是可以超光速的。

宇宙也是一个道理,并不是宇宙的边界在超光速飞行,而是宇宙边界距离我们的空间在超光速扩展,因为我们和宇宙的边界都在运动。


冰65774307


宇宙大爆炸发生在约137亿年前,在这漫长的时间里,宇宙已膨胀到可观测直径约有930亿光年,也就是速度最快的光要走930亿年才能走出这段距离。也就是宇宙膨胀的速度约是光速的6.8倍。



科学家是由1972年哈勃观测到星系红移现象推测宇宙是在超速膨胀的,1964年的微波背景辐射的发现更是论证了大爆炸理论,21世纪的宇宙氢元素丰度,宇宙的大尺度结构与星系演化是为“宇宙大爆炸”提供四大理论支撑。


既然宇宙确实是超光速膨胀的,是什么力量让它膨胀得比光速还快呢?

可宇宙为什么能膨胀得比光速快6倍呢?

光速是宇宙物质最快的速度,是2.99792458×10⁸米/秒,而宇宙膨胀速度是光速6.8倍,是什么在使宇宙在超速膨胀?


其实在1998年,天文学家观测到了la型超新星爆炸时,释放出了巨大且持久的光,让科学家认为宇宙中有一种看不见的能量在主宰宇宙的一切。科学家将这股能量称为“暗能量”,而这个“暗能量”占了宇宙整个质量的68.7%,它战胜了物体之间的万有引力,悄声推动着宇宙极速膨胀。



弄潮科学


首先明确一点,宇宙的年龄137亿年是怎么来的,是因为天文学家目前观测的极限是这个137亿光年,人们发现在137亿光年的地方具有宇宙形成开始阶段的种种特征,所以目前认为年龄是137亿年。那为什么我们能看到137亿光年的地方呢,举个简单的例子:太阳距地球大约400光秒,也就是八分钟左右,光线从太阳上发出,到达地球进入我们眼睛里要八分钟,也就是说我们晒的太阳是八分钟之前的太阳,如果太阳突然消失了,我们也是八分钟之后才知道,在这之前我们依然可以在海滩上晒八分钟的日光浴。

好了,现在回到正题,137亿光年外的景象传到地球要137亿年,所以我们看到的是137亿年前的景象,所以可以看到宇宙初生时期的景象,但光线到达地球的这137亿年里,当时的位置即所谓的宇宙边缘又向外扩张了137亿年,而且是加速扩张,我们看到景象时边缘已经是在137*2=274多光年以外了,至于多多少,要看加速扩张的速度,假设到了450亿光年外,你别忘了,这是从地球上看过去,这是宇宙的半径,再乘以2得出直径900亿光年,这就差不多了吧,还有件事,地球不是宇宙的中心,所以两边距离也不可能相等,里外里算一算,大约一千亿光年就这么出来了!


老王带你玩创客


回答——解决此问题困惑的关键在于:区分两种类型的速度。

  • 第一种是由于位置改变所形成的速度,第二种是空间在膨胀,但位置没有改变所形成的速度。

  • 第一种速度的大小不取决于观察者的位置,而第二速度的大小与观测者的位置有关。

  • 通常所说的光速是指第一种速度,“光速是最快的速度”也是指:在第一种速度的意义下,没有速度可以超过它。

  • 而对于第二种速度,距观测者越远的位置,速度就越快。当距离足够远时,离开速度的大小就可以超过光速的大小。

需要指出的是:宇宙可观测部分的直径才是约920亿光年,不是整个宇宙的大小。

  • 可观测部分指的是:在宇宙诞生时就发出的一个信号,此信号可以传播的最大距离。

  • 那么,这个信号总的传播速度就是空间的膨胀速度+光速。

  • 这个总的速度传播了137亿年之后,大约传播了460亿光年。这个范围就是今天可观测宇宙的大小。

更多详细说明,可@川山洞主,观看长视频第26集。

——完。我是@川山洞主,欢迎关注,2019.02.8

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川山洞主


宇宙的年龄约137亿年,而宇宙的直径却至少有上千亿光年,难道大爆炸速度超光速N倍吗?

爱因斯坦的狭义相对论告诉我们,宇宙中所有物质的运动速度都不可能超过光速!那么按科学家测算的宇宙约诞生于138.2亿年前,按理来说宇宙最大也就138.2亿光年,但可观测宇宙却高达930亿光年!那么宇宙中物质的的速度暴涨速度超过了光速?那为何狭义相对论中认为物质速度不能超过光速呢?

这个过程我们需要来理解一个概念,就是宇宙的“大爆炸”并非是我们理解当中的氢弹或者原子弹爆炸,当然宇宙“大爆炸”释放的能量也比两者大得多!但即使能量再大其碎片飞行速度也是有上限的!但宇宙的大爆炸却没有,因为它“炸”出来的不是宇宙的物质碎片,而是空间、时间以及物质的所有一切!在这里需要强调一个观念,无论相对论中对物质的速度要求如何,但却从没有限制过空间膨胀的速度!

当然空间膨胀的速度也不是相对论可以限制的,从暴涨时代的一个原子大小的空间在10^-32S之内即可膨胀到光年大小,当然现在的宇宙已经膨胀已经没有那么高的速率了,但整体累计的膨胀速度却更快了,因为宇宙的每一个普朗克尺寸内的空间都在膨胀,累计到930亿光年外可想而知是一个多大的速度!

当然我们现在用哈勃常数来衡量宇宙膨胀的速度,这个简单的含义是宇宙在每隔326万光年的的距离上膨胀速度增加68KM/S,这在任意方向上观测是一致的,这并非说我们处在宇宙膨胀的中心,而是宇宙的每一点都在膨胀中最好的证明!

按照如此计算,那么宇宙在多少距离上的膨胀速度超过光速呢?

简单计算下即可得到距离约为:14372403133.5光年,即143.7亿光年外超过光速!

其实这可以简单理解为一棵在十年前种的树,但它长到了20M,两者并无直接关系!宇宙的未来仍将继续膨胀

它的结局只有三个,分别是大撕裂、临界状态和大坍缩!但从现在看来宇宙并未停止膨胀的脚步,反而越来越快,也许未来走向大撕裂是不可避免的!


星辰大海路上的种花家


按照宇宙大爆炸理论的诠释,确实是这样,宇宙大爆炸的速度比光速要快很多,而且自大爆炸以来一直在超光速膨胀,速度越来越快!

不过这与爱因斯坦相对论的“光速不可超越”并不冲突,事实上相对论中的光速限制是由前提条件的,并不是任何形式的存在都无法超越光速。

这个条件就是:任何携带信息能量的东西都无法超越光速,言外之意,只要不携带信息能量,可以尽情地超越光速,大自然并不反对这样!

而宇宙大爆炸实质上就是空间的膨胀,空间的不断衍生,这个过程并不传递任何信息和能量,所以超越光速并没有错,与此类似的还有量子纠缠现象,它的速度也远超光速,甚至是瞬间完成的!

这就是为什么宇宙有138亿年的历史,而可观测宇宙直径达到了920亿光年,而宇宙实际大小会比920亿光年更大,只不过920亿光年之外的宇宙与我们没有关系,因为那里的光线无论如何不会传到地球,只会越来越远!

普遍认为,宇宙超光速膨胀的原因是暗能量的存在,暗能量被认为就是不断衍生的虚空。宇宙的终极未来也掌控在暗能量与暗物质的较量中,看最终哪个能主导宇宙!


宇宙探索


宇宙年龄只有137亿年,但是直径却上千亿光年,这确实说明宇宙大爆炸后膨胀的速度是大于光速的,而且是光速的很多倍。



根据宇宙大爆炸模型,在宇宙诞生之后,整个宇宙经历了一次暴胀期。该时期内,宇宙的体积在极短时间内以光速的N多倍膨胀,导致了目前可见宇宙的直径都有920亿光年。而且哈波定律还告诉我们,即便是现在,宇宙仍然在加速膨胀。也就是说,在距离我们足够远的地方,宇宙相对于我们的膨胀速度是要超过光速的,这个地方的星系发出的光永远也到不了地球。



有人感觉宇宙膨胀速度大于光速不可思议,认为任何事物的速度都不可以比光速大。其实这种观念是错误的,爱因斯坦的相对论虽然提出了光速不可超越的基本假设,但某些速度并不归属相对论所定义的速度。比如宇宙膨胀速度,它就不是传统意义上的速度,不属于相对论所限制的速度。相对论所说的速度是那种单位时间内的位移速度,而宇宙膨胀速度是时空的扩张速度,即没有参考系,也不是物质的速度。所以可以超越光速。


科学探秘频道


答:宇宙目前的膨胀速度,对于相距144亿光年的两地,因为宇宙膨胀导致的退行速度是超过光速的。


根据现代天文学的观点,宇宙的年龄大约是138亿年,我们可观测宇宙的实际直径大约是930亿光年;大爆炸理论描述,宇宙在138亿年前,由一个奇点暴涨为现在的宇宙,而且目前宇宙还处于加速膨胀当中。

宇宙膨胀已被众多天文观测所证实,宇宙膨胀是均匀进行的,在三维空间中没有膨胀中心,目前的膨胀速度为67.80(km/s)/Mpc,这叫做哈勃常数,表示每百万秒差距(约326万光年)的距离上,宇宙膨胀的速度增加67.80千米每秒。


两点之间因宇宙膨胀导致的退行速度,是和距离成正比的,由此可知,在相距144亿光年的距离上,两地的退行速度将超过光速;我们可观测宇宙的实际直径为930亿光年,那么对于我们可观测宇宙两端的星系而言,相对退行速度将达到6.5倍光速。

但是这并不违背相对论的光速极限原理,因为相对论是要求物体在空间中的移动速度不能超过光速,但是并未限制空间的膨胀速度,所以宇宙膨胀是可以超过光速的。


就如一个巨大的气球,一只蚂蚁在气球上爬行,蚂蚁的爬行速度是有限的,最大爬行速度由蚂蚁的身体结构来确定;但是这个气球在不断地膨胀,而且膨胀在气球表面是均匀的,相距越远的两点远离速度也越快,并不会受到蚂蚁爬行速度的限制。

如果我们宇宙一直膨胀下去,对于我们的可观测宇宙,绝大部分遥远星系目前发出来的光线,将永远无法到达地球,因为星系和地球之间会因为宇宙膨胀而远离,最终会超过光速。


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艾伯史密斯


有关宇宙的理论,看了这篇文章,你就会觉得与那篇文章的观点相矛盾,所以看多了,你就会觉得,提出这些理论的科学家,只怕与鲁迅笔下《狂人日记》中的主人公一样,思想很有些怪异,不太正常。

以宇宙膨胀为例,“科学家”以吹气球做比喻,本人觉得用木杆做比喻也形象。

一根长30米的木杆,把它看成三十截,每截每秒钟暴长一米,那么每秒钟这根木杆总共长了30米,总长度就变成了60米。这个没错!

但是,如果你把它截成三十截,每截隔空十米,那么,每截每秒钟暴长1米,10秒之内,它们的总距离会有变化吗?

铁路上的钢轨,接头处要求留下一定的空隙,为的是钢轨热胀时,有个缓冲的空间,消化多余的长度,以免钢轨顶弯变形。

不管是木杆还是气球,实体材料膨胀,它用自己的身体推动材料变长变大。

宇宙存在大量的真空,真空是如何快速膨,膨胀的时候,真空凭什么推动着星球的快速奔跑?

我们真的很好奇!


宋思考


宇宙大爆炸只是个猜想宇宙形成初始状态,实际还有很多假说,不过以当今人类社会所认识的有限知识,大爆炸假说能解释各种天文现象,似乎是当今最接近的宇宙形成理论,随着各种人类观察天文工具的进步,就发现蓝移和红移天文现象,当人们观察一些星系时,一部分星系光是离开我们而去的,反应在光谱上叫蓝移,一部分星系光是朝向我们飞来的,光谱上叫红移。光是人类目前宇宙发现最快速度,但是蓝移现象已经测到超过光速,能观察到宇宙似乎正处在一个快速膨胀期。这也是宇宙形成大爆炸理论有力证据,宇宙形成137亿年某奇点处大爆炸,然后迅速扩大膨胀,现今能观察宇宙范围大约1000亿光年距离,这也是宇宙大爆炸理论之一,不过有天文学家提出宇宙是振荡式,现在是扩张期,还有收缩期,只是人类历史太短,看不到而已,宇宙是什么?如何形成?宇宙存在多少年?宇宙有边界吗?宇宙的形状是什么样?宇宙会死亡吗?,等等问题都有待人类去认识,也许人类太渺小,永远不会探索到宇宙的全貌来,但是宇宙探索永远不停止,因为人类思考是无止境的。


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