930億光年外是宇宙的邊緣嗎?如何能到達宇宙的邊緣?

2020-12-24 星宇飄零

我們可能經常看到說宇宙的直徑是930億光年,然後可能會產生這樣的疑問:那930億光年外是什麼?是宇宙的邊緣嗎?其實答案很簡單:930億光年外還是我們的宇宙。但這樣回答有小朋友就不樂意了,既然還是我們的宇宙,那為什麼說宇宙是930億光年的呢?這就要從930億光年的來歷說起。

大家可能注意到了,這裡說的是宇宙的直徑930億光年,半徑也就是465億光年了。直徑一般是用在圓(平面二維)或球(立體三維)上的,我們的宇宙是立體的,所以自然就是一個半徑為465億光年的球了。那麼這個球就是我們的宇宙了嗎?如果去到這個球的邊緣上會怎麼樣?伸出手去會不會摸到天使?

這個問題的答案很奇怪:你到不了這個邊緣,原因是這個邊緣會隨著你動……我們現在所說的這個直徑930億光年、半徑465億光年的球宇宙其實是我們的可觀測宇宙

什麼是可觀測宇宙

顧名思義,可觀測宇宙就是你能看到的宇宙,當然這個「看」是包括了所有的觀測方式。但我們知道,在我們的宇宙裡,光速是所有信息傳播速度的極限,沒有比光速更快的信息傳播方式了,這是廣義相對論給出的時空限制,目前在我們的宇宙裡沒有發現反例。而根據天文觀測發現,所有的遠方星系都在遠離地球,並且距離越遠,遠離的速度越快,這意味著我們所處的宇宙正在膨脹。當宇宙沿膨脹回溯回去,宇宙中的所有星系會聚集回一點,這大約需要經過138億年,也就是我們的宇宙誕生於138億年前。

那麼很明顯,138億年前誕生的宇宙裡的任何信息在宇宙中都只傳播了138億年,不會更長了,而由於光速極限,138億年裡最早發出的信息也只傳播了138億光年,這138億光年理論上就是我們的觀測極限了。見鬼,前面不是說好的930億光年嗎?嗯對,前面也說了我們所處的宇宙正在膨脹由於宇宙持續膨脹,原來信息走過138億光年的距離已經拉大到465億光年了,也就是說那個在138億年前向我們發送信息,經過138億年信息到達我們地球時,那個信息源已經在465億光年外了,而這才是我們理論的可觀測宇宙的邊緣,而這個半徑465億光年的可觀測宇宙的直徑就是930億光年。

接近光速飛行時宇宙變得奇怪

但由於宇宙是各向同性的,如果你以較低的速度無論往哪個方向飛出去,你都永遠處在可觀測宇宙的球心上,也就是說你所能觀測到的宇宙在各個方向上是一樣的,不會因為你往一個方向飛,那個方向的可觀測宇宙邊緣就能近一點。但當你以無限接近光速的速度飛出去,你的世界可就變得詭異了。當你以接近光速的速度向一個方向飛,由於相對論效應,你所測量到的宇宙將不再是各向同性的,你會發現前進方向有更多的星系藍移,更少的星系紅移,而在你的後方,將是所有的星系都在紅移,並且後方的星系比前方的星係數量少得多。在你前進方向兩側的星系形狀則變得很奇怪,扁扁的。如果有一個在飛船上長大的科學家,根據這些觀測結果也許就推理不出宇宙大爆炸了……

假如他足夠聰明最終還是能推理出宇宙大爆炸,那麼他得到的宇宙年齡也會跟我們測到的大不一樣,由於相對論效應下的時間膨脹,他測量到的宇宙年齡將大大小於138億年,我以前曾經提出過一種詭異的情況,假如一個30歲進入飛船並加速到無限接近光速後,他再次測量到的宇宙年齡很可能比他自己的年齡還小,也就是宇宙誕生不到30年……

觸摸到宇宙的邊緣

那麼真的無法到達宇宙的邊緣嗎?有辦法,根據前面由於無限接近光速飛行而變得詭異的宇宙,如果再快一點,達到光速會如何?按照相對論,你的運動方向上將尺縮為0,距離消失了,你也就到達了你的可觀測宇宙的邊緣,其實可以說是你的宇宙邊緣,是「你的」,但很遺憾,同時消失的還有你的時間,在光速下你將失去時間維度,你的時間終結了……

既然沒有了時間,自然也沒有了所謂的觀測,也就沒有了所謂的可觀測宇宙,甚至…沒有宇宙……因為這一切都與你無關了。

當然,這一切都不會發生,因為沒有人能夠達到光速,除非,你跟一堆與你身體相同的反物質完全湮滅,從而變成高能光子,但這個時候,你已經不是你了,在湮滅那一刻,你已經不存在了,那一堆反物質就是你宇宙的邊緣……

相關焦點

  • 930億光年外是宇宙的邊緣嗎?
    宇宙到底是有限還是無限的,這個謎團已經困擾人類幾百年甚至上千年,人類一直找不到確切的答案,歸根到底是因為人類實在太過於渺小了,按照人類目前的文明發展程度,要想探索宇宙的實際大小,就好比叫螞蟻去測量太平洋的大小,幾乎是不可能完成的任務。
  • 飛船以每秒鐘一光年的速度穿梭,有希望到達宇宙邊緣嗎?
    在過去人們的認知裡,只要速度夠快,沒有我們無法到達的地方。可是當人類在科技的幫助下,走出地球看到浩瀚宇宙的時候,過去的狂妄再也沒有了,在宇宙面前,人類現在的這點速度根本不算什麼。浩瀚的宇宙到底有多大,現在我們還不清楚,只是以人類現在的科技實力,能夠觀測到的範圍已經達到了930億光年。
  • 直徑930億光年的可觀測宇宙是啥意思?真正的宇宙有幾萬億光年嗎?
    一,可觀測宇宙的概念和目前的大小題目中說的整個宇宙的直徑930億光年,實際上這只能叫「可觀測宇宙」,是一個以觀測者為中心的球體空間,包括目前從地球上觀測到的所有物質,因為沒有任何物質傳播的比光快,所以在宇宙年齡範圍內,任何距離我們比光傳播的更遠的物體都不能被探測到,因為它們發出的光還沒有到達我們的探測器,一句話,可觀測宇宙就是由於光速限制而目前能看到的範圍相對應的現在的宇宙區域。因此可觀測宇宙的大小與宇宙年齡有關,隨著宇宙年齡的增大,可觀測宇宙的直徑還會增大。
  • 你知道一光年有多遠?人類現在的飛行速度到達宇宙邊緣需要多久呢
    「光年」這個詞想必大家都聽說過,你知道光年是長度單位還是時間單位呢?其實光年是衡量宇宙中間體與天體之間的長度單位。一光年也就是光在真空中傳播一年的距離,那麼一光年到底有多長呢?我們知道宇宙浩瀚無垠,有著無數的恆星,這些恆星之間的距離非常遙遠,而我們地球上所用的距離單位無法衡量。因此就衍生出了「光年」來衡量這些天體的距離。目前光速是已知物質運動的極限速度,每秒以大約30萬千米的速度傳播。當光在宇宙中傳播一年後也就是一光年的距離。通過計算一光年大約為9.46萬千米,而這個概念我們已經無法想像。
  • 科普:為什麼我們永遠無法到達宇宙的邊緣
    如果能以光速運動,那麼我們只需要不到0.02秒的時間。那如果光要從地球到達宇宙邊緣需要多長時間呢?那是一個你絕對想像不到的數字。光速不僅僅是我們在宇宙中已知的最快的速度,它還是宇宙的極限速度。宇宙已經存在了大約140億年,而在此期間產生的光,穿越茫茫宇宙到達了地球的位置,但並不是可觀測宇宙就是140億年,因為宇宙在膨脹。現在我們可以看到的最遠的物體,也就是可見宇宙邊緣,距離我們有470億光年。因此,我們只是想要知道光要多久才能到達可觀測宇宙邊緣,那麼答案是470億光年,因為這是我們接收到的離我們最遠的光。
  • 到達宇宙邊緣要多大速度,超光速是否可行,未來有這個可能嗎?
    本文基於回答這樣一個問題:假如現在發明出速度達到一秒一光年的飛行器,能發現宇宙的邊緣嗎?這種光速問題很多,我也回答過許多次了。目前的理論限制了這個世界不可能存在達到光速的飛船,更不可能超過光速,所以回答此類問題多屬扯淡。我們科普作者的責任就是儘可能把這種扯淡題弄得靠譜些,有一點點科學依據。
  • 光速不可超越,宇宙誕生138億年,為何直徑卻達到930億光年
    宇宙誕生138億年,為何直徑930億光年? 在一些科普文章中,人們常常看到,宇宙年齡138億歲,卻有930億光年的可觀測直徑。於是很多網友質疑,這是怎麼回事呢?
  • 宇宙直徑達930億光年,根據相對論,為什麼宇宙年齡只有138億年?
    所以最後計算出的宇宙的年齡大約是138.2億年,相對應的可觀測宇宙大小是930億光年。很多朋友將宇宙的大小理解成930光年,但資料中都寫了可觀測宇宙,這非常有意思,我們下文中繼續來簡單描述下。為什麼138億年的宇宙,卻又930億光年的大小?
  • 360億光年、930億光年、2520億光年,哪個才是宇宙真實大小?
    ,由於宇宙有多大是終極謎團,因此人類一直在尋找宇宙有多大的答案,對於宇宙有多大,目前人類已經得出了三個答案,分別是360億光年、930億光年、2520億光年,為什麼會出現三個答案呢,這三個答案又是怎麼來的呢?
  • 怎麼理解宇宙直徑是930億光年,而年齡只有138億年?
    造成這種差異的原因是,首先,138億光年本質上是威爾金森微波各向異性探測器(WMAP)和普朗克衛星觀測到的宇宙微波背景(CMB)輻射球體的半徑。因此,該球體的直徑將為276億光年。因為這,我們經常使用/引用的「可觀察」宇宙的直徑變為930億光年。
  • 若出現1秒1光年的飛行器,人類能探索完整個宇宙嗎?真相很殘酷
    人類或許永遠無法走到宇宙邊緣! 何為光年? 即光在真空中沿直線經過一年時間的距離,若轉換成具體的數據,一光年則為9,4607258'0800米。
  • 人類可觀測930億光年,那930億光年以外又是什麼?真相即將揭開
    目前人類探測到的宇宙大約為930億光年,宇宙大爆炸說也普遍被人們所接受,人們認為宇宙起源於一個奇點,在某一時刻由於一種量子現象而產生了大爆炸,從而宇宙誕生。宇宙誕生後宇宙開始不斷膨脹,導致宇宙邊緣膨脹的速度遠遠超過了光速,所以關於宇宙的邊際,範圍超出了人類可觀察區域。
  • 宇宙直徑930億光年,擁有上萬億個星系,是否有外星人存在?
    但是在浩瀚的宇宙裡,像地球這樣的行星可以說是數不勝數,那麼究竟是否有外星生命存在呢?2009年3月6號,美國宇航局發射了人類歷史上第一個探索系外行星的太空望遠鏡,叫做克卜勒太空望遠鏡。克卜勒太空望遠鏡在銀河系的某個銀道面上,選擇了一個恆星比較密集的區域進行觀測。通過觀測本區域恆星光度的變化,克卜勒太空望遠鏡已經發現了數千顆系外行星。
  • 138億光年外的宇宙是什麼?那裡是宇宙的盡頭嗎?
    光速是宇宙最快速度,光在1年的時間裡可以前進1光年的距離。宇宙誕生至今已有138億年,這意味著光最遠傳播了138億光年。那麼,138億光年外的宇宙是什麼?那裡是宇宙的盡頭嗎?我們的太陽系直徑為2光年,太陽系又在直徑為10萬光年內的銀河系之內。
  • 宇宙才誕生了138億年,為何可觀測宇宙的直徑卻達到了930億光年?
    人類對於宇宙的認識,其實是一個十分緩慢的過程,從古代科學的「天圓地方」,再到古希臘的「地心說」,最後到哥白尼的「日心說」,推翻了天文學的根本變革,但事實上太陽也不是宇宙的中心。現在人類已經根據理論得到,我們有著以地球為中心,930億光年的可觀測直徑。
  • 如果不考慮速度的限制,超光速飛行,是否能夠到達宇宙邊緣?
    一萬多年的時間只是離開了半徑為一光年的太陽系,如果想要離開直徑達到了10萬光年以上的銀河系,那簡直就是天方夜譚了。即使人類在未來能夠實現光速飛行,那麼離開銀河系也要花費數萬年的時間,而在銀河系之外是半徑達到465億光年的可觀測宇宙。
  • 宇宙有多大?有沒有邊緣?920億光年內,2萬億個星系漸行漸遠
    300多年以後,天文學家用上了比伽利略時代先進得多的望遠鏡,看到了銀河系以外更廣闊的宇宙,發現原來銀河系也只不過是宇宙中普通的一員,宇宙比我們想像得更為遼闊,還發現星系與星系之間的距離越來越遠,不斷有星系離我們遠去,從我們的視野中淡出,說明整個宇宙正在以驚人的速度向外擴張、膨脹——或許我們永遠都無法看到宇宙的全貌。
  • 宇宙飛船一直朝一個方向飛行,它會到達宇宙邊緣,還是回到原點?
    那麼,如果到了宇宙中,宇宙飛船從地球出發,一直朝某個方向不斷前進,最終會到達宇宙邊緣,還是會回到地球上呢?當宇宙飛船離開半徑1光年的太陽系之後,將會進入星際空間。如果宇宙飛船能夠從垂直於銀盤的北面飛行,就能更快飛出銀河系。因為銀河系是盤狀的,銀盤直徑可達10萬光年,而銀盤厚度只有大約2千光年,太陽系位於銀道以北100光年。
  • 年齡138億歲,直徑930億光年,你所了解的宇宙真是這樣的嗎?
    宇宙真是像你了解的那般嗎?直徑930億光年,年齡138億歲?現在人類已知在宇宙中光速是最快的,而且宇宙的年齡大約是138億歲左右。肉的直徑大約是930億光年。而且研究宇宙的年齡,對於研究宇宙學嗯,是重要,而且它是宇宙模型裡的一個重要對比材料,準確的知道宇宙年齡,有助於人們了解宇宙的起源以及宇宙演化的過程,我們都知道宇宙年齡是138一歲左右,那麼這個數字究竟是如何得到的呢?
  • 宇宙年齡138億年,為何直徑卻有930億光年?
    同宇宙起源之謎一樣,宇宙大小之謎也是宇宙一個終極奧秘,由於宇宙實在太龐大,人類至今無法計算出宇宙的實際大小,儘管如此,人類還是推算出可觀宇宙的大小。宇宙星球大小比較根據科學家計算,可觀測的宇宙大小為930億光年,也就說宇宙的直徑為930億光年,這是為什麼概念?