宇宙的年齡只有138億年。為什麼可觀測宇宙的半徑是465億光

2020-12-22 怡然與

隨著科學技術的進步,人類已經知道了地球的大小。通過現代技術測量,人類發現地球直徑12000公裡,周長40000公裡,地表面積5.1億平方公裡,其中陸地面積1.5億平方公裡,佔21%,海洋面積3.6億平方公裡,人類不僅測量過地球的大小,我們還知道太陽系的大小是2光年(包括奧爾特星雲),銀河系的直徑是10萬光年,銀河系至少有1000億恆星。現在我們已經知道了地球、太陽系和銀河系的大小,但是我們無法測量宇宙的真實大小,因為宇宙太大了,我們甚至認為宇宙幾乎是無限的。

銀河系直徑為10萬光年

雖然我們無法測量宇宙的實際大小,但我們仍然給出了一個可觀測的大小。所謂可觀測宇宙是以空間望遠鏡發出的最遠恆星光的距離為半徑計算的宇宙面積。根據計算結果,我們發現可觀測宇宙的半徑為465億光年,直徑為930億光年。很多網民看到這一點,很難理解宇宙誕生於138億年前。宇宙只存在了138億年。可以說恆星(以光速飛行)發出的光小於或等於138億光年,但是科學家測量到可觀測宇宙的半徑為465億光年,是宇宙年齡的兩倍多。這是矛盾嗎?

宇宙分為不可觀測和可觀測兩部分

事實上,這並不矛盾。我們知道宇宙誕生於大爆炸138億年前,自大爆炸以來一直在膨脹。即使在今天,宇宙仍在繼續膨脹,並以超光速膨脹。由於宇宙在膨脹,恆星的飛行距離比靜止的宇宙要長得多。如果宇宙在爆炸後仍然存在,那麼理論上恆星都集中在一個半徑為138億光年的宇宙中。然而,由於宇宙正以超光速膨脹,因此恆星的飛行距離遠遠超過138億光年。如何理解這一點?

宇宙膨脹圖

就像站在運行的自動扶梯上。如果自動扶梯停了,你走10步的實際距離是10米(每步1米),但如果自動扶梯在運行呢?所以你在自動扶梯上走的10步之和=你走的10步+自動扶梯帶你走的距離。你走10米需要10秒,自動扶梯需要1秒。那麼你實際走的距離是20米。宇宙中的恆星是相同的。宇宙的膨脹把恆星推了很長一段距離。這個距離加上恆星的實際飛行距離,即恆星飛行的實際總距離。既然如此,人類所觀測到的恆星的實際距離大於理論上138億光年的距離是正常的結果。

宇宙膨脹圖

宇宙以超光速膨脹

可觀測宇宙的半徑為465億光年。如果我們加上宇宙中不可觀測的部分,宇宙的實際大小是多少?利用現有的理論知識計算不同的結果,有人得出整個宇宙(包括可觀測和不可觀測部分)的大小為2600億光年的結論,也有人得出宇宙不可觀測部分的直徑為23萬億光年的結論,遠遠超出人們的想像。這個結果對人類來說幾乎是無限的,但不管是哪一個答案,我們都無法做任何實際的驗證,因為我們目前的技術相對洛歐,所以要解開宇宙實際大小的終極奧秘還需要很長時間。

相關焦點

  • 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?
    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。
  • 宇宙年齡138億年,直徑卻達到920億光年,難道不是前後矛盾嗎?
    在膨脹的宇宙中,光跑一年的距離遠不只一光年。所以在138億年的時間中,光可以達到460億光年(可視宇宙半徑)之遠,並不是什麼悖論問題。如果說,宇宙年齡有138億年,可視宇宙的直徑有282億秒差距(1秒差距=3.26光年),你或許就感覺不到悖論的意味了。我們如何判定宇宙年齡?
  • 那是宇宙的盡頭嗎?科學家發現一堵「宇宙之牆」,橫跨35億光年
    打開網易新聞 查看更多圖片 宇宙牆看起來是透明的,裡面沒有任何物質雖然人類不知道宇宙的實際大小,但是人類科學家卻計算出宇宙可觀測部分的大小,所謂可觀測宇宙是指人類利用太空望遠鏡看得見星光的宇宙區域,這個區域的直徑為
  • 宇宙138億年的年齡是怎麼算出來的?
    關於宇宙的年齡,你會發現有各種各樣的說法。目前公認的宇宙年齡大概有138億年的歷史,但有些人認為宇宙年齡沒這麼古老,而另一些人則認為宇宙的歷史是無窮無盡的,根本就沒有開始!持不同看法的人其實他們心裡的宇宙模型不一樣,例如有些人認為宇宙一直存在,那麼談年齡就沒有任何意義!所以我們所說的年齡,是大爆炸模型特有的屬性。所以今天就詳細說下138億年是怎麼來的?
  • 可觀測宇宙的大小,是如何計算出來的?
    今天我們的可觀測宇宙(宇宙中與我們有因果聯繫的部分)有137億年的歷史,半徑是465億光年,也就是從我們的位置到最遙遠邊緣的距離。上圖可以看到,隨著時間的推移,這個數字會越來越大,因為暗能量現在加速了宇宙的擴張!
  • 直徑930億光年的可觀測宇宙到底是什麼意思?真正的宇宙有多大?有幾萬億光年嗎?
    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。
  • 可觀測宇宙之外是什麼樣的?與黑洞是否有聯繫?
    自從發明天文望遠鏡之後,我們對宇宙太空的視野和探測範圍日益拓展,逐步意識到宇宙的不同層級結構,比如地球處於太陽系中、太陽系圍繞銀河系公轉、銀河系又位於本超星系團、本超星系團處於室女座星系團之內,而室女座星系團又是可觀測宇宙中的一個普通成員。如此類推,宇宙似乎無窮無盡,不過,隨著宇宙膨脹理論的確立,人們對宇宙的發展演化的歷程越來越清晰,對於宇宙的整體狀態也逐漸明確了起來,那就是宇宙是有界無邊的。
  • 宇宙到底有多大?宇宙之外有什麼?相比宇宙之外,宇宙只像個原子
    不管是科學家還是普通人,幾乎每個人都會思考這樣的問題,但是科學家和普通人所思考的宇宙又是不一樣的,天文物理學中的宇宙指的是我們所在的這個時空,它是有限的,它甚至都是有起點的,它源自於宇宙大爆炸,從一個奇點開始膨脹,邊緣以超過光速的速度向外擴張,至今已經擴張了138億年,可觀測的宇宙邊緣已經擴張到了465億光年之外,也就是說,目前的可觀測宇宙的規模為直徑930億光年左右,這也是目前所認為的宇宙的大小範圍
  • 科學家計算出的宇宙年齡和大小,真的準確嗎?
    導讀:我們經常會聽到這樣的知識:我們的宇宙誕生於大約138億年前的一次大爆炸,在那之後,宇宙一直處於膨脹之中。目前,科學家觀測到的宇宙直徑大約有930億光年,而且還在增加!聽到這裡,不知道大家有沒有疑問,科學家們是如何計算宇宙的年齡和大小的呢?
  • 地球是可觀測宇宙的中心?科學家:宇宙一直在膨脹,它沒有中心
    當我們知道可觀測宇宙的直徑是930億光年的時候,心中不禁有了一個疑問,這是怎麼計算出來的?答案和地球有關,地球的位置恰好處於可觀測宇宙的中心區域,從地球到可觀測宇宙的邊緣地帶的距離是465億光年,可觀測宇宙自然就是930億光年。還有個不能忽視的因素,宇宙一直在膨脹。
  • 138.2億歲的宇宙的年齡是如何計算出來的?
    目前我們已經知道了我們宇宙的年齡大約在138.2億歲左右,宇宙的年齡可不能瞎編,那麼這個數據是如何計算出來的呢?我們人類文明才不過幾千年的歷史,我們是怎麼測出宇宙的年齡是一百多億歲的呢?測算的方法也是經過了很多變化的。
  • 宇宙有多大呢?
    在可觀測宇宙中至少有2萬億個星系。假設宇宙是各向同性的,那麼到可觀測宇宙邊緣的距離在每個方向上都是大致相同的。也就是說,可觀測宇宙具有以觀察者為中心的球形體積(球)。宇宙中的每一個位置都有它自己的可觀測宇宙,它可能與地球上的宇宙重疊也可能不重疊。從這個意義上說,可觀測這個詞並不指現代技術檢測來自物體的光或其他信息的能力,或者說檢測是否有任何東西存在。它指的是光速本身所產生的物理極限。
  • 書上說超光速的現象不存在,為什麼宇宙膨脹的速度卻比光速快?
    相對論中指出了任何物質的速度都不可能超過光速,但科學家們發現宇宙膨脹的速度遠比光速快,這是為什麼呢?長期以來,人類都認為光速是宇宙中最快的速度,但科學家在發現了宇宙不斷膨脹的現象之後,認為宇宙膨脹的速度要比光速快得多。
  • 宇宙半徑小於史瓦西半徑,是否意味著宇宙是一個超級黑洞?
    這是一個很好的想法,但是宇宙和黑洞還是有著本質的區別;黑洞內部到底是什麼,現在科學上都沒有明確的答案,所以這個想法也不能說錯吧!
  • 宇宙的大小怎麼理解,它到底有多大?
    宇宙有多大?這是一個可以很簡單回答,也很複雜的話題。簡單回答,根據目前科學界廣泛共識,認為宇宙的年齡約138.2億歲,可觀測宇宙半徑約465億光年。宇宙就這麼大。但我們老聽說可觀測宇宙,那麼不可觀測宇宙還有嗎?有,當然有。一般認為,這個不可觀測宇宙是宇宙有兩個視界,一個是過去視界,一個是未來視界。過去視界是指宇宙大爆炸初期的,電磁波不透明時代。
  • 宇宙加速膨脹,星系越來越遠,怎樣才能觀測到更廣闊的宇宙?
    圖 2在對數尺度上,我們附近是太陽系和銀河系,遠處則是宇宙中的其他星系,大尺度的宇宙網,甚至是緊隨大爆炸之後的狀態。我們目前還無法觀測到這個半徑為461億光年的宇宙視界以外,但未來勢必會實現更廣闊的觀測範圍。今天,可見宇宙裡面包含兩萬億個星系,日後,更遼闊的宇宙空間將會被包含進來。
  • 沒有最大,只有更大!宇宙也並非最大,和宇宙外相比或像一個原子
    本超星系團的直徑約在1~2億光年之間,核心部分在室女星系團,這裡是本超星系團中星系周圍集中的地方,如果說這裡屬於繁華的市區,那麼我們銀河系和仙女座星系所在的地方只能算偏遠郊區了。室女星系團包括2500個以上的成員星系。我們的銀河系在本超星系團的邊緣附近,距離邊緣二三百萬光年。
  • 科普:理論上,平行宇宙真的存在
    平行宇宙 現在我們知道宇宙的半徑為465億光年,也就是光行走465億年的距離,這個數值是我們現在可觀測的宇宙範圍,實際上宇宙要比這大的多,我們以465億光年為半徑畫一個球體就是我們現在所知道的宇宙
  • 人類距離宇宙邊緣多遠?465億光年?其實我們連1釐米也夠不著
    根據科學家們的研究,大約137億年之前,奇點大爆炸導致宇宙誕生,一直到今天,宇宙也在不斷地膨脹之中,沒有人知道宇宙有多大,也沒有人知道宇宙之外是什麼樣子的,一切都只能在研究中尋找答案。我們目前對於宇宙的觀測範圍,是930億光年,簡單來說,我們最大可以觀測到半徑465億光年的宇宙範圍。
  • 宇宙最大的結構:寬度100億光年,是太陽直徑的7億億倍!
    然而,銀河系的寬度僅僅是宇宙中已知最大物體寬度的0.001%。一個不應該存在的巨大結構宇宙中最大的東西極其龐大,它超越了我們對大小的感知,那就是寬度高達100億光年的武仙-北冕座長城,這是銀河系寬度的10萬倍,太陽直徑的7億億倍。相比之下,可觀測宇宙的預估半徑為465億光年。