只有138億年的宇宙,我們為什麼卻可觀測到460億光年?

有段時間,宇宙的膨脹速度是如此之快,兩點之間的相對速度超越光速。那段時間,就是現在。 很多人做了大量的宇宙膨脹理論的研究,在宇宙大爆炸之後,整個宇宙的膨脹速度超過了光速。現在這一理論雖已被論證,不過看上去宇宙膨脹速度沒這麼快,但實際確實超越了光速。 如果你在宇宙中選擇距離足夠遠的兩點,你會發現,兩點之間的相對移動速度,確實超過了光速。這其實是因為,它們之間的空間在膨脹。

所以我們的宇宙目前並且一直是在以超光速進行膨脹,但這並沒有違背愛因斯坦的相對論,沒有任何物體能超越光速。 確實,沒有。相對論指出的是沒有任何物體的移動速度能夠超越光速,但並不指代宇宙自身的膨脹導致與我們的相對速度超越光速。 1920年代,天文學家哈勃在觀察星雲時,讓我們知道了整個宇宙是在不斷膨脹的。觀測到距離越遠的星系,離去的速度越快。想像下,現在有一個點在這兒,它的推行速度就是光速。仔細想一下這個情況,那麼在任何方向都一直保持相同的距離。這樣就會形成一個球體,我們稱為哈勃球。而球體之外的所有物體都在以超光速離我們遠去。 所以從常識上來說,這樣的話,我們永遠不可能看見球體之外的物體,因為它們正以超光速離我們遠去。但事實上這並不正確,我們是能夠看見這些物體的。 為了更好地理解其原因,我們來描繪一個哈勃球之外的星系。它正以超光速遠去,從我們的角度來說,它是在超光速空間中的。

所以它向我們這邊發出的任何光線,隨著時間的流逝,會不斷遠離我們的。 這聽上去好像並沒說服力,但隨著宇宙空間的膨脹加速,我們的哈勃球正變的越來越大。如果哈勃球膨脹速度快於光線遠去的速度,從某種意義上來說,這星系的光線將從超光速空間運動到光速空間。所以它會越來越接近我們。所以我們就能觀測到它,所以我們能夠看見遙遠星系,即使目前它們在哈勃球之外,我們依然能夠看見它們所發出的光線,我們能夠觀測到它就在那裡。這是有重大意義的。 事實上,我們現在所接收到的光子是宇宙50億年前的。當時它們發出的光線,相對我們的速度是超越光速的。這些物體相對我們的推行速度,過去,現在,將來,一直是超光速的。但它們的光線進入到我們的哈勃球,經歷了足夠長的時間,到達了我們這邊,所以我們可以觀測到它們。所以,可觀測的宇宙是要大於哈勃球的。可觀測到的只是宇宙的一部分,我們稱之為粒子視界。它是建立在光從宇宙大爆炸開始傳播階段,大概是138億年前。現在由於宇宙在不斷地膨脹,並且在不斷加速膨脹,現在它們距離我們已經遠超過了138億光年。現在可觀測宇宙的半徑是460億光年。它的直徑大概是930億光年,這就是我們可觀測到的巨大空間。138億年前,我們的粒子視界以及無法觀測到的宇宙,卻是一個緻密熾熱的無窮小點,我們稱之為奇點。 事實上,並不是如此。我是說,如果宇宙是有限的那是正確的,但如果宇宙是無窮大的,看上去確實如此,那宇宙永遠就是無窮大的。所以大爆炸在宇宙中應該是無處不在,但如果宇宙一直是無窮的,那它膨脹到到哪去呢?它不用膨脹到任何地方去,我是指,它本身就在自我膨脹,這就是指無窮,你永遠也無法逃脫。

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