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

2020-12-02 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

  • 宇宙約為138億歲,可觀測宇宙半徑卻達465億光年,矛盾不?
    宇宙並不是恆存的,它有一個開始,根據歐洲空間局的普朗克巡天者衛星的觀測數據計算而出的宇宙年齡為137.85億歲到137.89億歲之間,簡單一點,我們就說宇宙的年齡約為138億歲。宇宙的年齡雖為138億歲,但是可觀測宇宙的半徑卻達到了465億光年,這就有點問題了。
  • 為什麼可觀測宇宙半徑是465億光年?不應該是138億光年嗎?
    一直以來有一個問題困擾著大家,宇宙的年齡據說是138.2億年,姑且我們信之!但又有說可觀測宇宙的半徑高達465億光年,事實上這個問題並不簡單,我們需要對各個方面分解出來理解。宇宙膨脹的發現在可觀測宇宙的話題中,首當其衝的問題就是宇宙膨脹是怎麼發現的,我們必須簡單交代下這個問題:宇宙大小和年齡的猜測首先對宇宙大小作出猜測的布魯諾
  • 可觀測宇宙半徑只有465億光年,難道人類真的生活在牢籠當中嗎?
    在天文學中,有個「可觀測宇宙」的概念,這個概念的意思是說理想狀態下,人類所能夠觀測到的最大範圍是465億光年,也就是一個直徑930億光年的球狀體。在這個範圍之外,我們永遠無法觀測到了。不過,這個「可觀測宇宙」的觀念是在目前理論框架下的結果。也就是說,按照目前的科學理論,我們確實就只能看到這麼大的範圍。那為什麼會這樣呢?
  • 宇宙年齡138億歲,半徑卻有465億光年,這裡面有什麼矛盾嗎?
    科學界對宇宙年齡還沒有一個準確的共識,138.2億歲只是一個比較廣泛的認可,但近來測得的哈勃常數值變化較大,因此宇宙年齡測算頗有爭議。2019年9月德國科學家利用引力透鏡效應測算出的哈勃常數為82.4km/(s.Mpc),如果根據這個數值來推算,宇宙的年齡只有114億歲,這樣就年輕了20多億歲。
  • 宇宙才形成138億年,人類卻能觀測到465億光年外,為什麼?
    根據現有的科學知識,科學家們吧宇宙誕生日期放到了138億年前,那個時候宇宙就是一個小點,然後宇宙爆炸後便不斷向外膨脹,因此我們才說宇宙是無邊無際的,因為宇宙只有138億年的年齡,最早誕生的光線也只能跑138億年。
  • 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?假如根據愛因斯坦的光速不可超越理論,那麼138億年前的大爆炸產生的宇宙,即使以上限膨脹,那麼整個宇宙也不過276億光年而已,有何來930億光年呢?這裡你會發現會有兩個問題:宇宙膨脹為什麼可以超過光速?宇宙膨脹為什麼能超過光速?
  • 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?
  • 宇宙年齡是138億年,為何可觀測宇宙的直徑是920億光年?
    這並不矛盾,原因是宇宙從誕生到現在,一直處於動態膨脹當中;在光速不變的前提下,宇宙膨脹將會導致光線要走更遠的距離才能抵達觀測者。根據宇宙大爆炸的演化模型,我們宇宙誕生於138億年前的一次暴漲,宇宙從一個半徑無窮小的點膨脹為如今的宇宙,由於光速不變,於是以任何一個點為中心,較遠距離上發出的光線將沒有足夠時間到達地球,於是才有了可觀測宇宙的概念。
  • 宇宙年齡是138億年,為何可觀測宇宙的直徑是920億光年?
    根據宇宙大爆炸的演化模型,我們宇宙誕生於138億年前的一次暴漲,宇宙從一個半徑無窮小的點膨脹為如今的宇宙,由於光速不變,於是以任何一個點為中心,較遠距離上發出的光線將沒有足夠時間到達地球,於是才有了可觀測宇宙的概念。可觀測宇宙:指以觀察者為中心的球體空間內,所有物體發出的光都有足夠時間到達觀測者,也稱作哈勃球體。
  • 為什麼宇宙年齡僅138億年,而整個宇宙直徑卻有24萬億光年?
    ​根據現代宇宙學,宇宙的時間和空間都是創生於138億年前的奇點。138億年過去了,宇宙的直徑膨脹為930億光年,膨脹速度為光速的3.37倍,這與相對論所說的光速最快不矛盾嗎?宇宙的半徑不應該是「宇宙年齡×光速=138億光年」嗎?
  • 為什麼宇宙可觀測年齡比宇宙年齡更大?
    我們已經知道宇宙年齡為138億年,宇宙中最快的物體速度也不能超過光速,那麼按道理自宇宙大爆炸後走的最遠的星系也不能超過138億光年,為什麼我們的可觀測宇宙半徑卻是461億光年呢? 我們已經知道宇宙年齡為138億年,宇宙中最快的物體速度也不能超過光速,那麼按道理自宇宙大爆炸後走的最遠的星系也不能超過138億光年,為什麼我們的可觀測宇宙半徑卻是461億光年呢? 簡單來說,這是宇宙空間本身膨脹導致的,星系的運動速度是不能超過光速的,但是宇宙膨脹的速度卻是可以超過光速的。現在用來解釋膨脹用的最多的就是氣球的例子。
  • 宇宙年齡138億年,直徑930億光年,宇宙膨脹超光速了嗎?
    【宇宙年齡138億年】目前對於宇宙演化的主流科學觀點就是奇點大爆炸,人類對於宇宙的認識是一個漸進的過程,在遠古時期大家都認為我們生活的世界就是一個無限的平板,而非是在一個球體的表面,而隨著地心論、日心論的更替,我們的宇宙觀逐漸變化了,從太陽繫到銀河系,最後再到本星系群、室女座星系團等等。
  • 宇宙年齡138億年,宇宙直徑930億光年,光速最快,這不矛盾嗎?
    我們在談論宇宙的空間大小和時間概念時,經常會提及或者看到宇宙年齡138億年和可觀測宇宙直徑930億年,這兩組數字都還有「億」這個字眼,都是表明宇宙時間發展演化特徵的標量,按理說宇宙向外膨脹,即使給它最快的膨脹速度光速,宇宙的可觀測半徑也會只有138億光年呀,但是為何會有直徑930億光年這麼大呢
  • 宇宙年齡僅138億年,但直徑卻有24萬億光年,為什麼會超光速?
    根據現代宇宙學,宇宙的時間和空間都是創生於138億年前的奇點。138億年過去了,宇宙的直徑膨脹為930億光年,膨脹速度為光速的3.37倍,這與相對論所說的光速最快不矛盾嗎?宇宙的半徑不應該是「宇宙年齡×光速=138億光年」嗎?
  • 宇宙年齡僅138億年,但直徑卻有24萬億光年,為什麼會超光速?
    根據現代宇宙學,宇宙的時間和空間都是創生於138億年的奇點。138億年前過去了,宇宙的直徑膨脹為930億光年,膨脹速度為光速的3.37倍,這與相對論所說的光速最快不矛盾嗎?宇宙的半徑不應該是「宇宙年齡×光速=138億光年」嗎?事實上,無論是宇宙大爆炸理論,還是相對論,都是科學界廣為接受的理論,這兩者並不存在衝突。而且宇宙的直徑並非930億光年,也不是138億光年,而是至少達到24萬億光年。930億光年只是可觀測宇宙的大小,地球位於這個範圍的中心。
  • 宇宙138億年,沒有什麼比光速快,我們是如何看到465億光年?
    直覺上宇宙的大小和它的年齡不符。我再把問題重申一遍:如果宇宙已經138億年了,沒有什麼能比光速跑的更快,那麼我們是如何看到465億光年之外的東西的呢?首先,我想澄清一下,這個問題的裡描述的都是正確的,我們確實有這麼古老的宇宙,也確實有這麼大的可觀測半徑。1、準確的說宇宙有137億年的歷史。
  • 宇宙年齡138億年,為何直徑卻有930億光年?
    宇宙全景圖雖然人類至今不知道宇宙是怎麼來的,但是對於宇宙的起源建立了一個比較系統的理論,科學家們普遍認為宇宙起源於138億年前的一場大爆炸,從大爆炸開始的那一刻開始宇宙就誕生了,如今距離宇宙誕生已經過了138億年,也就是說宇宙已經138億歲了,除了宇宙起源之謎以外,宇宙的另一個謎團同樣激起科學家們濃厚興趣,那就是宇宙大小之謎
  • 科學家稱宇宙直徑930億光年,但年齡只有138億年,前後不矛盾嗎?
    在現在的科學論證中,科學家早前提出的宇宙直徑約為930億光年的說法受到了普遍認同,在經過一系列的數據演示和推算之下,宇宙930億光年的直徑是目前比較可信的一種推斷。當然這只是人類以目前的技術來探測到的宇宙邊界,但宇宙的直徑絕對不止930億光年,而且宇宙每時每刻都在加速膨脹,這個邊界更是難以預測。但是和宇宙的年齡相比,宇宙至今約有138億的歷史,按照光走一年的距離為一光年來算,宇宙現在應該只有138億光年的直徑才對,為何是930億光年?
  • 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?
    但是宇宙大爆炸理論又提出,宇宙誕生於138億年前的一次大爆炸,如果說光速是宇宙速度的上限,為什麼138億年後,宇宙的大小不是138億光年的半徑範圍?這中間是否存在矛盾?首先我們要從宇宙的誕生開始說起。那麼138億年這個精確的數又是如何得到的?儘管對於宇宙的年齡一直都有爭議,因為提出一個理論,總要需要經過無數次的實驗修改才能被廣泛的接受。宇宙至今存在了138億年,其實這個數據的誕生還是要功歸於哈勃的努力。
  • 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。