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今日更新為什么光速不可超越(宇宙膨脹速度為什么比光速快)

2022-06-30 17:30:28 知識(shí)問(wèn)答來(lái)源:
導(dǎo)讀 當(dāng)人類在地球上仰望天空空時(shí),看到兩顆相鄰的恒星似乎只相隔1cm。事實(shí)上,恒星之間的距離可以達(dá)到數(shù)百萬(wàn)光年甚至更多。根據(jù)科學(xué)家的研...

 

當(dāng)人類在地球上仰望天空空時(shí),看到兩顆相鄰的恒星似乎只相隔1cm。事實(shí)上,恒星之間的距離可以達(dá)到數(shù)百萬(wàn)光年甚至更多。根據(jù)科學(xué)家的研究和分析,人們知道在未來(lái),宇宙中的星系將離人類越來(lái)越遠(yuǎn),也許在100年后,人類將再也看不到任何星星。畢竟,即使人類開發(fā)出光速動(dòng)力的航天器,也無(wú)法飛出宇宙,甚至無(wú)法逃離銀河系。事實(shí)上,早在100多年前,科學(xué)家們就已經(jīng)提出了宇宙膨脹的概念。不同的是,當(dāng)時(shí)很多學(xué)者認(rèn)為,宇宙的膨脹是有限的,在未來(lái)的某一天,宇宙的膨脹會(huì)停止。令人驚訝的是,宇宙的膨脹效應(yīng)并沒有停止,反而隨著向心力的減弱而加速。

根據(jù)大爆炸宇宙學(xué),宇宙已經(jīng)誕生了138億年。然而,可觀測(cè)的宇宙現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到了920多億光年。所以看起來(lái)今天宇宙的膨脹速度已經(jīng)超過(guò)了宇宙第一速度,也就是人們被蒙蔽的光速。從科學(xué)的角度來(lái)說(shuō),很多人都知道沒有什么東西可以超過(guò)光速。即便如此,一些科學(xué)家仍然指出,許多恒星、星系和星系團(tuán)正以高于光速的速度遠(yuǎn)離我們。也就是說(shuō),當(dāng)人類在一個(gè)星系的時(shí)候,會(huì)看到其他星系在遠(yuǎn)離我們。如果人類飛到鄰近的星系,一切還是會(huì)以同樣的方式發(fā)生。所以人類可以得出結(jié)論,銀河系越遠(yuǎn),轉(zhuǎn)得越快。如果人類可以飛到另一個(gè)地方,宇宙膨脹的畫面不會(huì)改變。為了更清楚地描述這種現(xiàn)象,我們來(lái)舉個(gè)例子。假設(shè)我們?cè)谝粋€(gè)氣球上,粘上一個(gè)星系的圖像。當(dāng)我們給氣球充氣時(shí),你會(huì)發(fā)現(xiàn)此時(shí)星系開始彼此等距移動(dòng)。顯然,與氣球的類比是有缺陷的。也許你會(huì)指出宇宙的膨脹中心在哪里?如果宇宙有膨脹中心,就意味著人類會(huì)觀察到一個(gè)“草圖”。事實(shí)上,人類并沒有觀測(cè)到這樣的情況,所以我們也可以假設(shè)宇宙中沒有膨脹中心,或者如果有,膨脹中心應(yīng)該位于另一個(gè)維度。

說(shuō)到世界上最快的速度,相信大多數(shù)人都會(huì)首先想到光速。的確,光速不變,無(wú)法超越,這是一個(gè)舉世公認(rèn)的真理。由于光速的這些性質(zhì),天文學(xué)家會(huì)選擇用它來(lái)測(cè)量宇宙中天體之間的距離,即光傳播一年的距離等于一光年。人類之所以接受最快的光速,是因?yàn)樗腔?,可以解釋大部分現(xiàn)象。然而,神奇的宇宙中總會(huì)有一些例外。關(guān)于宇宙起源的主流觀點(diǎn)是大爆炸理論。如果大爆炸理論是真的,那就意味著宇宙萬(wàn)物都是在一瞬間誕生的,雖然現(xiàn)在宇宙的年齡大約是138億年。然而,當(dāng)人類在100多億光年外看宇宙時(shí),卻發(fā)現(xiàn)宇宙根本看不到邊際。一些科學(xué)家甚至計(jì)算出宇宙的直徑約為930億光年。此時(shí),一個(gè)有趣的問(wèn)題產(chǎn)生了。首先,我們要知道,光在138億年里不可能穿越930億光年。這個(gè)現(xiàn)象也說(shuō)明了以下三種可能。第一個(gè)是在BIGBANG的瞬間,物質(zhì)傳播的速度超過(guò)了光速;第二個(gè)是宇宙誕生后的138億年,宇宙的平均膨脹速度超過(guò)了光速;第三種情況是,上述兩種情況都超過(guò)了光速。

你知道嗎?你知道嗎?相對(duì)論中所謂的光速是宇宙中最快的速度,也就是說(shuō)宇宙中物體的運(yùn)動(dòng)速度空不能超過(guò)光速,這樣看來(lái),相對(duì)論中的速度極限對(duì)于宇宙空本身的膨脹是無(wú)效的,宇宙空的超光速膨脹并不違反相對(duì)論,宇宙在繁榮期的膨脹速度更是不可思議?;蛘哒f(shuō)在那個(gè)時(shí)候,宇宙空幾乎在一瞬間以線性尺度膨脹了10的至少26倍。值得注意的是,宇宙的超光速膨脹不是指宇宙整體的超光速膨脹,而是宇宙邊緣區(qū)域的超光速膨脹。所以不在宇宙邊緣的人類的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于光速,人類所經(jīng)歷的時(shí)間是向前流動(dòng)而不是向后流動(dòng)的?;蛟S以圓為例會(huì)更容易理解。假設(shè)宇宙是一個(gè)由無(wú)數(shù)同心圓組成的巨大空室,這意味著離圓心越遠(yuǎn),其自轉(zhuǎn)半徑越大,自轉(zhuǎn)速度越快。因?yàn)槿祟惥幼〉膮^(qū)域遠(yuǎn)離宇宙外圍,超光速運(yùn)動(dòng)和時(shí)光倒流不會(huì)出現(xiàn)在地球上。也有人指出,這一系列特殊現(xiàn)象很可能發(fā)生在人類目前無(wú)法觀測(cè)到的區(qū)域,所以雖然宇宙誕生了,11。

人們常說(shuō)人類為什么活著,生命對(duì)宇宙的意義是什么?人類如果看不到宇宙的全貌,突破不了宇宙的界限,就無(wú)法了解宇宙之外的世界,就像盒子里的螞蟻。如果他們不沖出這個(gè)盒子,他們永遠(yuǎn)不會(huì)知道這個(gè)世界是怎么回事。不了解這個(gè)世界,他們就無(wú)法理解自己存在的意義。在這方面,人類與螞蟻相似。人類通過(guò)現(xiàn)代科學(xué)手段觀測(cè)數(shù)百億光年外的宇宙。其實(shí)他們看到的只是很久以前發(fā)生的現(xiàn)象。此時(shí)此刻,人們還不知道幾百萬(wàn)光年外的宇宙是什么樣子。因?yàn)闆]有什么能超越光速,人類只能以光速觀測(cè)遙遠(yuǎn)的宇宙??磥?lái)光速是人類現(xiàn)階段面臨的最大障礙。畢竟,人類要想突破現(xiàn)有的限制,就必須努力超越光速。至少,需要證明理論上可以超越光速??梢哉f(shuō),只有超越光速,人類才能真正開始探索宇宙。

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