宇宙年齡是138億年，為何可觀測宇宙的直徑是920億光年？

2020-10-18 艾伯史密斯

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。

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。

天文觀測表明，我們的可觀測宇宙半徑大約是460億光年，目前宇宙的膨脹速度大約為67.8(km/s)/Mpc，也就是在每相距百萬秒差距（約326萬光年）的距離上，因為宇宙膨脹導致的相互退行速度為67.8km/s，而且正在加速膨脹。

我們宇宙年齡是138億年，可觀測宇宙直徑為920億光年，這其實很好理解，假如宇宙從誕生起就是穩態的，那麼宇宙年齡138億年，對應的可觀測宇宙半徑就是138億光年，我們看到138億光年外的圖像，就是宇宙大爆炸之初的圖像。

宇宙一直處於膨脹當中，於是光線和地球間的空間一直在膨脹，由於光速是不變的，所以光線到達觀測者的時間，將大於穩態的時間，所以我們的可觀測宇宙半徑肯定會大於138億光年。

只要我們知道各個時期宇宙膨脹的速度，就能根據宇宙大爆炸模型理論，推測出可觀測宇宙的實際半徑。

於是平常我們說某個星系的距離也並不是實際距離，比如M87星系距離地球5500萬光年，指的是現階段我們觀測到從M87星系發出的光線，在空間中傳播了5500萬年的時間（相對於地球參考系），由於宇宙膨脹，此時此刻M87星系與地球的實際距離肯定是大於5500萬光年的，可能是2億年，甚至10億年。

如果我們宇宙一直膨脹下去，那麼較遠星系發出的光線，將永遠也無法到達地球，因為太遠距離上的退行速度將超過光速，就目前而言，與地球實際距離大於144億光年的星系，退行速度已經超過了光速。

現階段的可觀測宇宙中，只有大約5%的星系，此時此刻發出的光線才能在未來到達地球，而且隨著時間的推移，這個比例將會更小；如果熱寂學說正確，再經過數千億年後，可觀測宇宙中只剩下我們的本星系群。

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  • 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。
  • 為什麼宇宙只有138億歲, 直徑卻有920億光年?
    大爆炸理論目前最主流的宇宙模型，認為我們的宇宙誕生於大約138億年前的奇點大爆炸，隨後宇宙不斷膨脹，到現在可觀測宇宙的直徑至少已達920億光年。宇宙的形狀有可觀測宇宙跟全域宇宙的差別。可觀測宇宙原則上是宇宙的一部分，在觀察上受到有限的光速與宇宙年齡的影響。
  • 138億歲的宇宙卻有920億光年的直徑
    宇宙誕生至今只有138億年，但根據科學家的研究顯示宇宙的直徑卻有920億光年，如果從宇宙誕生算起，不應該也只有138億光年的距離嗎？這又是怎麼回事，是不是科學家們搞錯了呢？而宇宙膨脹所帶來的效果就是，星系間的距離在不斷的增加，這一點早在上世紀20年代就被天文學家哈勃所證實，他通過觀測發現，距離地球越遠的星系，其退行速率越快，大約是每隔326萬光年，速率就會增加每秒70公裡左右。
  • 138億歲的宇宙卻有920億光年的直徑
    宇宙誕生至今只有138億年，但根據科學家的研究顯示宇宙的直徑卻有920億光年，如果從宇宙誕生算起，不應該也只有138億光年的距離嗎？這又是怎麼回事，是不是科學家們搞錯了呢？數據的由來之所以會出現這樣的問題，主要是因為宇宙膨脹的關係，狹義相對論並沒有解釋膨脹的速度。
  • 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。科學家經過長期對哈勃常數的測算加上微波背景輻射的共同測算，得出宇宙的年齡為大約為138.2億歲。那麼問題來了，為何可觀測宇宙的直徑卻有930億年，遠大於138億光年。
  • 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?
    光年只是一個距離單位，但因為由光速和時間來定義，所以經常有人把它與時間概念混淆。「光年，指光跑一年的距離。」這句話沒錯但沒說完，少說了一個前提，那就是在靜止的平直空間前提下。忽略了這個的前提，才會有題主的疑問。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。
  • 宇宙年齡137億年左右,可觀察直徑920億光年!中間有多少星系?
    宇宙年齡137億年左右，可觀察直徑920億光年！中間有多少星系？按照宇宙大爆炸理論，目前宇宙年齡是137億年左右，可觀測宇宙直徑大約920億光年，為什麼要說「可觀測」呢？因為920億光年之外的光線沒有達到地球，而且永遠也到不了了，因為宇宙還在超光速膨脹。
  • 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
  • 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
  • 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？
  • 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
    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。
  • 宇宙年齡138億歲,而宇宙直徑上千億光年,難道大爆炸超光速n倍?
    奇點大爆炸最新科學表明宇宙已經138.2億歲，空間也已經膨脹了138.2億年了，如果一直以宇宙中物體運動速度的最高速――光速來膨脹，宇宙的直徑也不過是138.2x2=276.4億光年，可目前可觀測宇宙的直徑卻高達930億光年。
  • 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。
  • 930億光年,可觀測宇宙的大小是如何得出來的?
    當然不是了，不僅不是，在計算可觀測宇宙的大小，在計算宇宙的年齡，計算過程是相當嚴謹可靠的，是理論與實際觀測相結合的結果，是科學的。根據目前的科學成果，宇宙的年齡在138.2億歲左右，可觀測宇宙的直徑在920-930億光年左右。在討論宇宙大小是如何被計算出來的之前，先需要明白什麼是可觀測宇宙。
  • 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。