科學(xué)家們通過大量的觀察證實(shí),宇宙擴(kuò)張速度是非常快的,其速度遠(yuǎn)超光速。很多人覺得宇宙大爆炸以后超過光速膨脹這個(gè)事實(shí)是一件重要的事情,如果你選兩個(gè)相距很遠(yuǎn)的點(diǎn),你總能發(fā)現(xiàn)又一個(gè)點(diǎn)以超光速遠(yuǎn)離另一個(gè)點(diǎn)。
原因很簡(jiǎn)單,因?yàn)樗麄冎g的空間膨脹了,所以我們的宇宙從最初到現(xiàn)在一直都以超光速膨脹,但這不是違反了愛因斯坦狹義相對(duì)論中的沒有任何東西可以超過光速了嗎?實(shí)際上沒有,相對(duì)論中所說的沒有任何東西可以超光速穿越空間,但這并不阻礙空間本身的膨脹超過光速。
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哈勃在20世紀(jì)20年代觀測(cè)了天空,引領(lǐng)著我們發(fā)現(xiàn)了宇宙在膨脹,他看的地方越遠(yuǎn),那個(gè)地方的物體就以越快的速度遠(yuǎn)離我們。想象一個(gè)很遠(yuǎn)的點(diǎn),以光速為平均速度遠(yuǎn)離我們,我們?cè)谌魏畏较颍瑯泳嚯x的地方都會(huì)有這么一個(gè)點(diǎn),這就可以形成一個(gè)球體,我們稱之為“哈勃球”。
所有球體之外的東西都在以超光速遠(yuǎn)離我們,而常識(shí)告訴我們,我們將永遠(yuǎn)無法看到從這些物體發(fā)出的光,因?yàn)樗麄円猿馑龠h(yuǎn)離我們。
但實(shí)際上這又是不對(duì)的,我們能看見這些物體。換一個(gè)角度,想象一個(gè)處在哈勃球外的星系,它在以超光速往外移動(dòng),從我們的角度來看它處在太空中一個(gè)非常空曠的區(qū)域,所以任何朝我們這個(gè)方向發(fā)射過來的光線都會(huì)隨時(shí)間離我們?cè)絹碓竭h(yuǎn)。
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但是實(shí)際上由于宇宙的加速膨脹,我們的哈勃球也在變大,如果哈勃球變大的速度比光遠(yuǎn)離的速度還要快,在某個(gè)點(diǎn)光線就可以從哈勃球體外的區(qū)域進(jìn)入哈勃球,于是光線就可以慢慢追上我們,最終被我們所發(fā)現(xiàn),所以就算那些星系已經(jīng)超出了哈勃球,我們還是可以看得到的。
實(shí)際上,所有我們收到的來自宇宙誕生后五十億年內(nèi)的光子,它們都來自于現(xiàn)在相對(duì)我們來說移動(dòng)的比光還快的區(qū)域。那些發(fā)出光線的物體一直以來都在以超光速遠(yuǎn)離我們,但是它們發(fā)出的光進(jìn)入了哈勃球,然后又有足夠的時(shí)間到我們這里。
所以我們能看到的宇宙,實(shí)際上比哈勃球要大的多,但又受限于粒子視界,這是基于光線從宇宙最初到達(dá)地球所需要的時(shí)間,也就是137億年前。如今由于宇宙一直在擴(kuò)張,而且擴(kuò)張速度也一直在加速,物體都在137億光年之外了。
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我們的可視宇宙半徑大約450億光年,這個(gè)巨大的空間里有許多的東西我們能看到。而137億年前,所有這個(gè)空間里的東西和所有空間外我們見不到,所有東西都被壓縮成一個(gè)無限小的點(diǎn),我們稱之為“奇點(diǎn)”。
如果宇宙是有限的,那么這個(gè)說法就是對(duì)的,但是如果宇宙是無限大的,看起來也是這樣,那它就一直都是無限大的,這樣一來到處都在發(fā)生大爆炸。但是如果宇宙從一開始就是無限大的,那么它又在往什么地方擴(kuò)張呢?或者它哪里也不用擴(kuò)張,它可以在自身里擴(kuò)張,這就是無限大的特點(diǎn),我們永遠(yuǎn)無法跑出去!
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