如何理解宇宙膨胀超光速,而我们看到的却几乎没变化?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-25

这个问题时空通讯已经回答过很多次,看来还有许多人有兴趣,并且没弄清楚,就再啰嗦一遍。

宇宙膨胀整体超光速是肯定的,但小尺度很慢。

这个超光速是基于宇宙很大,有465亿光年可观测半径,这是一个庞大的数字。

我们一定要理解光年是一个什么概念。

光年就是光在真空中走一年的路程。光速在真空中每秒约30万公里,一个儒略年为365.25天,就是31557600秒,这样一光年就是约9.46万亿公里。

旅行者1号是人类发射已经飞得最远的航天器,飞了43年时间,才走了220多亿公里,约430分之一光年。它现在以每秒17公里的速度飞行,要飞出太阳约1光年的引力圈,还需要17000多年。

从我们地球和太阳系的运行来看,我们并没有感觉到宇宙膨胀的速度,否则我们就无法把控旅行者1号的飞行轨迹和速度了。

为什么宇宙膨胀速度超光速,我们感觉不到呢?

原来宇宙膨胀是均匀的膨胀,就像吹一个气球,当然不是我们想象这么小的气球,也不是有一个吹嘴的气球,而是一个不断胀大像篮球一样圆形的球。

这只是为了比喻,实际上宇宙的样子远比这复杂很多,而且到底什么样,也无定论。

如果按照这个球来比喻宇宙,所有的星系都在这个圆形的球表面上,随着球的胀大,所有的星系都会相互分开。

但靠得很近的星系分开是缓慢的,只有远距离叠加起来才离开得很快。

所以,科学家们测量宇宙膨胀速度参数,也叫哈勃常数,是测量距离我们百万秒差距(Mpc),约326万光年远星系离开我们的速度。

几十年来,科学界通过各种个方法测得的哈勃常数有一些出入,大概在67.8~82.4km/s·Mpc之间,平均值约75.1km/s·Mpc。也就是说在距离我们326万光年的地方,星系离开我们的速度约75.1公里每秒。

计算宇宙膨胀速度适用哈勃定律。

天文学家埃德温·哈勃在上世纪初页发现了宇宙膨胀,并得出了哈勃定律,其表达式为:Vf=HcxD。

这里,Vf表示星系远离我们的速率,单位为km/s(公里/秒);Hc为哈勃常数,单位km/(s·Mpc);D为要测算的目标相对地球的距离,单位Mpc。

哈勃定律包含着哈勃发现的宇宙膨胀规律,就是各向同性,速度均匀,越远越快,越近越慢,与距离成线性正比关系。

我们根据哈勃定律,代入哈勃常数,就可以计算出距离我们任意距离星系离开我们的速度。

在那个可观测宇宙边缘距离我们460亿光年的最远星系,离开我们的速度就大于光速的三倍。

这就是宇宙膨胀大于光速的含义。

同样,我们根据哈勃定律,代入哈勃常数向近距离反算,就会得出距离我们1光年的地方,宇宙膨胀的速率为0.023m/s,也就是每秒约2厘米多点。

在光年尺度,这点速度完全可以忽略不计吧?

即便距离我们254万光年的仙女座星系,宇宙膨胀速度也是微乎其微的。

根据哈勃定律测算,在仙女座位置宇宙膨胀速率为58.5km/s,根据这个速率简单计算,1000年才运行约1.85万亿公里,约合不到1/5光年。相比254万光年,只运动了1270万分之一,人类肉眼根本无法分辨出来,因此人类看到的恒星等天体几千年似乎都没有什么变化。

更重要的是,在宇宙小尺度空间,引力还是起决定因素的。

我们地球围绕着太阳公转,太阳围绕着银心公转,整体上并没有因为宇宙膨胀而分开。

而且,银河系与仙女座星系也由于相互巨大的引力,不但没有分开,还在以每秒约100多公里的速度靠拢,按照这种趋势运行,在未来40亿年内,必然会发生相撞融合。

宇宙中星系合并融合的事情很常见,一般认为,巨大的椭圆星系就是星系融合的结果。

现在宇宙中还有许多正在融合过程中的星系被发现,这些都证明宇宙膨胀是大尺度膨胀,小尺度引力还是天体运行的决定因素。

但宇宙膨胀终究是宇宙整体的运动趋势,受着暗能量的驱动,如果暗物质无法战胜暗能量,宇宙永远膨胀下去,所有星系最终都免不了分散消亡的下场。

宇宙的结局有很多种,其中的理论很复杂,这里就不扯了。

这就是时空通讯理解的宇宙膨胀,大尺度超光速,小尺度很缓慢。

就是这样,欢迎讨论,感谢阅读。

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因为我们离宇宙的膨胀中心很远。距离我们1光年的地方,宇宙膨胀速率仅为0.0023米/秒,所以可以忽略不计。

因为宇宙太大了,而且我们也在跟着宇宙膨胀的速度在运动,所以很难觉察到。

有一句话叫做“坐地日行八万里”,事实上我们睡觉的时候也在移动着,只是周围的景物没有发生改变。

  • 如何理解宇宙膨胀超光速,而我们看到的却几乎没变化?
    答:在那个可观测宇宙边缘距离我们460亿光年的最远星系,离开我们的速度就大于光速的三倍。这就是宇宙膨胀大于光速的含义。同样,我们根据哈勃定律,代入哈勃常数向近距离反算,就会得出距离我们1光年的地方,宇宙膨胀的速率为0.023m/s,也就是每秒约2厘米多点。在光年尺度,这点速度完全可以忽略不计吧?即...
  • 宇宙在超光速膨胀,那为什么我们还可以看见光?
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  • 既然宇宙超光速向外膨胀,光应该永远传不到地球,怎么还能看见?
    答:我们的宇宙空间是大尺度的膨胀,所谓的超光速膨胀也只是在大尺度上的,在小尺度上是看不出的。因此我们周围空间,比如太阳系、银河系的相对膨胀速度不但不是超光速,我们甚至都感觉不到。尤其这是宇宙空间的膨胀,并不是星系天体的膨胀,这些相距较近的星系由于相互之间的引力作用,反而在相互靠近。不过...
  • 宇宙在超光速膨胀,但没有任何物体相对于空间在移动,这句话怎么理解?
    答:宇宙的膨胀实际上是空间的膨胀。为了理解这种膨胀,想象一个气球可以无限期地膨胀。气球的表面点缀着无数的斑点。气球的表面是空间,而水滴是物质的星系。随着气球越来越大,斑点之间的距离也越来越大。对于一个观察点的人来说,他会看到他周围的所有点都在远离他,而且这些点离他越远,它们离他越快。...
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    答:第二个是量子力学中的量子纠缠现象。这两个超级管有特点,宇宙的膨胀超集体膨胀的是空间无关紧要,因此并不违背爱因斯坦的相对论,量子纠缠也是如此,它不能传递信息,所以无法违反爱因斯坦的相对论。关于既然宇宙空间超光速膨胀我们为什么还能看见光传到地球的问题,今天就解释到这里。
  • 宇宙膨胀速度超过光速,是如何计算出来的?为何我们感觉不到?_百度知 ...
    答:在哈勃空间望远镜被取消后,它极大地拓宽了人类的视野,并对宇宙有了一种颠覆性的理解。从地球上看,每个方向都是一样的,这被称为同性;星系离我们越远,撤退的速度越快,撤退的速度与距离成正比。2.宇宙膨胀是一个事实,已经被无数的观察所证明。超光速膨胀是指整个宇宙的尺度,而不是我们的太阳系...
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  • 如何理解宇宙膨胀超光速?
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  • 既然宇宙超光速向外膨胀,光应该永远传不到地球,怎么还能看见?
    答:按照哈勃定律估算,大约距离地球145亿光年之外的星系在超光速远离我们(需要指出的是,这个以光年计的距离并不能等同到静态的宇宙年龄来理解)。也就是说,远于145亿光年外的空间(包括星系)相对于我们在超光速向外膨胀。一个离我们145亿光年距离的星系在遥远过去发出的光线传到地球时,由于空间膨胀该...