宇宙是有限還是無限的?宇宙到底有多大?
關於這個問題的思考是從哈勃開始的,哈勃在觀察宇宙時,發現了光線紅移現象:所有天體發出的光線都往紅色一端移動,因止他得出所有天體都在離我們遠去,並且離我們越遠的天體遠離速度越快,這就是哈勃定律。
根據哈勃定律,宇宙在膨脹,說明宇宙有一個開端,而且宇宙存在中心和大小,科學家據此計算出宇宙誕生於137億年前,由一個點爆炸而來,這就是根據啥勃定律得出的宇宙大爆炸理論。
目前以地球為中心觀察宇宙大小的結果是940億光年,但這僅僅是可視宇宙範圍,為什麼是可視範圍?因為宇宙在以光速膨脹,更遙遠天體發出的光無法達到地球,所以我們無法得知可視範圍以外的宇宙大小。
根據《相對論》,物質的速度不能超過光速,否則質量會達到無窮大,也就是說宇宙中所有天體的運動速度都不能超過光速。
假如宇宙足夠大,最遠的天體速度無限接近光速,那它離宇宙中心有多遠?根據哈勃定律,速度與距離成正比:Ⅴ=HD,H是哈勃常數,最新觀測數據為67.8km/s/MPC,而我們假設最遠天體速度達到了光速,即每秒30萬公裡,代入公式計算,D值為132億光年,即宇宙最大半徑是132億光年,而且宇宙膨脹到132億光年後不會再膨脹了,否則天體速度會超過光速。
大家看到了,計算結果與觀測結果差別很大,觀測結果是940億光年,而且還在膨脹;計算結果不能超過132億光年,而且不可以繼續膨脹。宇宙計算大小與觀測結果不符,那個結果才是對的?
今天我們就來解決這個矛盾。
問題出在《相對論》的質速關係,質量不會隨速度增加而達到無窮大。根據本人的《廣義場論》:速度在0到C/√2倍光速是質量隨速度增加而增加,速度在C/√2時,物質質量達到最大值,速度在C/√2到C之間,質量隨速度增加而減小,速度達到C時,質量為零(具體推理過程請參考《廣義場論》)。
天體運動速度如果達到光速,自旋速度為零,此時無法形成質心,所以質量為零,此時任何引力都無法對其加速,也無法將其約束,天體將以光速向宇宙擴散出去。所以宇宙才會大於132億光年,而且保持光速膨脹。