03.07 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


宇宙大爆炸發生在約137億年前,在這漫長的時間裡,宇宙已膨脹到可觀測直徑約有930億光年,也就是速度最快的光要走930億年才能走出這段距離。也就是宇宙膨脹的速度約是光速的6.8倍。



科學家是由1972年哈勃觀測到星系紅移現象推測宇宙是在超速膨脹的,1964年的微波背景輻射的發現更是論證了大爆炸理論,21世紀的宇宙氫元素丰度,宇宙的大尺度結構與星系演化是為“宇宙大爆炸”提供四大理論支撐。


既然宇宙確實是超光速膨脹的,是什麼力量讓它膨脹得比光速還快呢?

可宇宙為什麼能膨脹得比光速快6倍呢?

光速是宇宙物質最快的速度,是2.99792458×10⁸米/秒,而宇宙膨脹速度是光速6.8倍,是什麼在使宇宙在超速膨脹?


其實在1998年,天文學家觀測到了la型超新星爆炸時,釋放出了巨大且持久的光,讓科學家認為宇宙中有一種看不見的能量在主宰宇宙的一切。科學家將這股能量稱為“暗能量”,而這個“暗能量”佔了宇宙整個質量的68.7%,它戰勝了物體之間的萬有引力,悄聲推動著宇宙極速膨脹。



弄潮科學


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


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


有關宇宙的理論,看了這篇文章,你就會覺得與那篇文章的觀點相矛盾,所以看多了,你就會覺得,提出這些理論的科學家,只怕與魯迅筆下《狂人日記》中的主人公一樣,思想很有些怪異,不太正常。

以宇宙膨脹為例,“科學家”以吹氣球做比喻,本人覺得用木杆做比喻也形象。

一根長30米的木杆,把它看成三十截,每截每秒鐘暴長一米,那麼每秒鐘這根木杆總共長了30米,總長度就變成了60米。這個沒錯!

但是,如果你把它截成三十截,每截隔空十米,那麼,每截每秒鐘暴長1米,10秒之內,它們的總距離會有變化嗎?

鐵路上的鋼軌,接頭處要求留下一定的空隙,為的是鋼軌熱脹時,有個緩衝的空間,消化多餘的長度,以免鋼軌頂彎變形。

不管是木杆還是氣球,實體材料膨脹,它用自己的身體推動材料變長變大。

宇宙存在大量的真空,真空是如何快速膨,膨脹的時候,真空憑什麼推動著星球的快速奔跑?

我們真的很好奇!


宋思考


宇宙大爆炸只是個猜想宇宙形成初始狀態,實際還有很多假說,不過以當今人類社會所認識的有限知識,大爆炸假說能解釋各種天文現象,似乎是當今最接近的宇宙形成理論,隨著各種人類觀察天文工具的進步,就發現藍移和紅移天文現象,當人們觀察一些星系時,一部分星系光是離開我們而去的,反應在光譜上叫藍移,一部分星系光是朝向我們飛來的,光譜上叫紅移。光是人類目前宇宙發現最快速度,但是藍移現象已經測到超過光速,能觀察到宇宙似乎正處在一個快速膨脹期。這也是宇宙形成大爆炸理論有力證據,宇宙形成137億年某奇點處大爆炸,然後迅速擴大膨脹,現今能觀察宇宙範圍大約1000億光年距離,這也是宇宙大爆炸理論之一,不過有天文學家提出宇宙是振盪式,現在是擴張期,還有收縮期,只是人類歷史太短,看不到而已,宇宙是什麼?如何形成?宇宙存在多少年?宇宙有邊界嗎?宇宙的形狀是什麼樣?宇宙會死亡嗎?,等等問題都有待人類去認識,也許人類太渺小,永遠不會探索到宇宙的全貌來,但是宇宙探索永遠不停止,因為人類思考是無止境的。


觀海解局83


按照宇宙大爆炸理論的詮釋,確實是這樣,宇宙大爆炸的速度比光速要快很多,而且自大爆炸以來一直在超光速膨脹,速度越來越快!

不過這與愛因斯坦相對論的“光速不可超越”並不衝突,事實上相對論中的光速限制是由前提條件的,並不是任何形式的存在都無法超越光速。

這個條件就是:任何攜帶信息能量的東西都無法超越光速,言外之意,只要不攜帶信息能量,可以盡情地超越光速,大自然並不反對這樣!

而宇宙大爆炸實質上就是空間的膨脹,空間的不斷衍生,這個過程並不傳遞任何信息和能量,所以超越光速並沒有錯,與此類似的還有量子糾纏現象,它的速度也遠超光速,甚至是瞬間完成的!

這就是為什麼宇宙有138億年的歷史,而可觀測宇宙直徑達到了920億光年,而宇宙實際大小會比920億光年更大,只不過920億光年之外的宇宙與我們沒有關係,因為那裡的光線無論如何不會傳到地球,只會越來越遠!

普遍認為,宇宙超光速膨脹的原因是暗能量的存在,暗能量被認為就是不斷衍生的虛空。宇宙的終極未來也掌控在暗能量與暗物質的較量中,看最終哪個能主導宇宙!


宇宙探索


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。


街霸2


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


光速極限是宇宙空間限定的。空間不空,光在空間的傳播速度是空間所決定的。而空間本身膨脹或收縮速度卻不會受到光速極限的限制。宇宙空間的膨脹顯然是超過光速的。

除了空間膨脹超光速以外,量子糾纏的信息通信速度,也是遠遠超過光速的,因為量子糾纏的信息感應可穿越(超越)空間,走空間裂隙或空間隧道。

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