宇宙邊緣的星系遠離我們的速度超過了光速,什麼力量在推著它前進

2020-12-04 科普大世界

從地球向外望去,即使使用最先進的望遠鏡,我們也只能看到大約465億光年處的事物, 所以可觀測宇宙的直徑一般被認為是930億光年,就是我們可觀測距離的兩倍,而就在可觀測宇宙的邊緣處,那裡的地球相對於我們來說,正是以光速的距離遠離我們。

我們知道物質運動最快的速度就是光速,而可觀測宇宙邊緣處物質的速度相對於我們來說正是光速,那麼這也表明那裡的光將無法傳到我們地球上來,因此可觀測宇宙邊緣處對我們來說是不可見的,再比這個距離更遠的地方,那裡的事物遠離我們的速度已經超過光速了,也就更加不可見了,宇宙到底有多大我們也不清楚。

為什麼那裡的事物正在遠離我們,而且速度快到了和光速一樣呢?愛因斯坦的相對論不是說有靜止質量的物體的速度不會超過光速嗎?實際上那裡的物質運動的速度並非其本身的運動速度,而是宇宙運動總趨勢下的速度,屬於宇宙運動的速度,而且那個速度也只是一個和我們地球的相對速度,是465億光年距離上的宇宙膨脹速度,這和物質的運動速度是並不一樣的。

宇宙的膨脹速度到底有多快?這個問題是不好回答的,因為不同距離上的宇宙膨脹速度差別很大,就好像一個吹大的氣球,不同位置上的兩個點的膨脹的幅度也是不一樣的。

再比如我們仰望星空看星星,它們都是不動的,這是因為我們到星體的距離還是太近,雖然他們可以距離我們遠達幾百光年,但是這麼近的距離上宇宙的膨脹作用根本看不出來。只有在足夠遠的距離上,宇宙的膨脹作用就很明顯了,到了距離我們465億光年處,在宇宙的膨脹作用導致那裡的物質遠離的速度相對於我們正是光速。

那麼是什麼力量導致宇宙在膨脹的呢?主要來自於兩個方面,一是宇宙大爆炸時期產生的物質爆炸時遠離中心的慣性作用,另一個就是暗能量,這兩種事物推動著宇宙不斷變大,也將決定宇宙的結局。

相關焦點

  • 宇宙最快星系,遠離速度達2.3倍光速,為什麼它沒有違背相對論?
    根據相對論,物體的速度並不是無限提升,而是有一個限制,那就是光速。不管物體的速度有多快,它最多只能無限接近光速,在很多人看來,超光速現象是不存在的,那事實真的如此嗎?當然不是。事實上,在浩瀚的宇宙中就存在超光速現象,比如宇宙的膨脹,要知道宇宙大爆炸到現在是138億年,而目前人類可觀測宇宙範圍達930億光年。
  • 光速是最快速度,為何宇宙邊緣星系跑得比光快?這兩種事物推動的
    從地球向外望去,即使使用最先進的望遠鏡,我們也只能看到大約465億光年處的事物, 所以可觀測宇宙的直徑一般被認為是930億光年,就是我們可觀測距離的兩倍,而就在可觀測宇宙的邊緣處,那裡的地球相對於我們來說,正是以光速的距離遠離我們。
  • 宇宙的邊緣在何處?在光速下,我們能到達宇宙的邊緣嗎?
    什麼是暗能量?時間旅行可能嗎?我們在宇宙中的位置是什麼?好奇、有求知慾的人會很自然的提出這樣的問題,但是隨著我們的目光越來越深入到宇宙的黑暗中,有一個問題出現了……我們能到達宇宙的邊緣嗎?我們的宇宙正在膨脹,所以當140億光年外的光剛到達我們這時,同一個起源點一直在過去140億年裡遠離地球地膨脹,這使得它總共有425億光年遠。我們看不到那麼遠,但是我們可以檢測到留下的痕跡從而得出結論,這使得光變得「可觀測」。換句話說,我們可觀測到的宇宙直徑約為930億光年,但即使你以光速飛行了930億英裡,你是否真的能到達那裡嗎?
  • 目前的宇宙膨脹速度,超過光速了嗎?
    目前宇宙膨脹的相對速度,在遠距離上已經超過光速,但這並不違背相對論原理。愛因斯坦的相對論描述,在空間中運動的物體相對速度不會超過光速,但是這並沒有對空間的膨脹速度做限制;目前解釋宇宙起源和演化最好的理論,就是宇宙大爆炸理論。
  • 光速是宇宙最快速度嗎?它其實慢如蝸牛!
    從銀河系盤面的邊緣到達另一邊緣,光至少需要走10萬年的時間。在銀河系之外,將是廣袤無垠的星系際空間。那裡的空間極其空曠,只有一些密度極低的氣體雲和光子。星系與星系之間相隔都非常遙遠,如果以光速前往距離我們最近的大型河外星系——仙女座星系,所需的時間將會是254萬年。當然,實際時間可能會更短一些,因為仙女座星系正在朝著銀河系運動。
  • 在宇宙「邊緣」有什麼?
    人類目前是靠運載火箭離開地球,發射衛星到太陽系和銀河系之外,想要探索的更遠就越困難,需要的速度越高,人類在速度上已經很難再有突破了,而且已知的最高速度光速都沒有突破,假如人類突破了光速不知道人類能不能到達宇宙的邊緣?為什麼想談論一個似乎與「宇宙邊緣」無關的問題呢?事實上,這兩者是緊密相關的。正是因為宇宙中的另一個速度遠遠超過光速,宇宙才有了「邊緣」。
  • 科普:為什麼我們永遠無法到達宇宙的邊緣
    那是因為我們的速度太慢了,僅僅120千米/小時。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。
  • 假如以每秒一光年的速度在宇宙中飛行,我們能發現宇宙的邊緣嗎?
    浩淼的宇宙大得讓人無法想像,相對而言,光速又慢得令人絕望,但我們的想像力是無限的,現在我們就來想像一下,如果以每秒一光年的速度在宇宙中飛行,我們能發現宇宙的邊緣嗎?需要指出的是,現在的科學家觀測到宇宙一直處於一個加速膨脹的狀態,具體表現在距離越遠的星系,遠離的速度就越快,而且這個速度是無限疊加的。可以想像的是,如果宇宙是無限的,那麼離我們非常非常遙遠的星系,其退行速度將會大大地超過光速,而更遠的地方,星系的退行速度將會比我們乘坐的飛行器還要快!
  • 我們所在的宇宙是否有邊緣?
    第二個觀察結果是,我們所處的角落在宇宙中並不特殊,也沒有什麼不同。由於我們所能看到的宇宙部分是平坦而均勻的,並且我們所處的宇宙角落並不特殊,所以宇宙的所有部分都必須是平坦而均勻的。宇宙要想處處平坦一致,唯一的方法就是宇宙是無限的,沒有邊界。對於我們弱小的人類大腦來說,這個結論很難理解,但從科學觀察來看,這是最符合邏輯的結論。
  • 如果速度超過光速會有什麼後果?
    ,由此推導出真空中的光速是宇宙中最快的速度,任何物體或者信息的傳播速度都不會超光速。那麼,如果速度超過光速會發生什麼?為什麼光速是宇宙速度上限?雖然光速理論上不可超越,但在現實中確實有各種「超光速」現象,切倫科夫輻射就是一個例子。切倫科夫輻射光的傳播速度與介質有關,在真空中最快,而在其他介質中會變慢。例如,光在水中的傳播速度會下降25%,為真空光速的75%。在這種情況下,就有可能出現超光速的情況。
  • 光速不是最快的嗎?那為什麼星系可以超光速遠離我們?
    132.9億光年外的遙遠星系發出的光永遠到不了我們地球,因為那個地方的空間膨脹速度相對於地球已經超過光速了。記住是空間在膨脹,並不是星系在膨脹。以上就是題目中所說的,星系遠離我們的速度超過光速的由來。二,光速是最快的嗎?
  • 為啥看到星系遠離我們就可以證明宇宙在膨脹,而不是星系移動?
    星系遠離我們是宇宙現象,如果發現某一個或者某幾個星系遠離我們,或者某個方向的星系遠離我們,當然就不能認定為宇宙膨脹。但所有遠方的星系都在遠離我們,而且各向同性,且與距離有線性關係,這樣的發現除了宇宙整體膨脹,還能用什麼原因解釋呢?何為各向同性?就是任意方向看都是一樣的。
  • 距地球320億光年的星系,速度可達2.3倍光速,它跟相對論相悖嗎?
    我們都明白,宇宙有多麼的浩瀚,而宇宙星系之間的距離是以光年為基本單位的,銀河系的直徑達10萬光年,而距離銀河系最近的星系也有幾萬光年的距離。在動輒以光年為單位的浩瀚宇宙中,光速根本不算什麼,可以說在宇宙面前,光速也只是算是龜速。即使我們的飛船以光速飛行,我們也無法走遍銀河系,無法走出銀河系,更不要說探索整個宇宙了。
  • 如果一種物質的速度超過光速,會發生什麼?
    如果物質的速度超過光速會怎麼樣?我認為它會消失或者被取代,但它不會被摧毀!! 我們不知道如果一種物質的速度超過光速會發生什麼,原因很簡單,因為它永遠不會超過光速。光速是一個物體相對於附近物體的運動速度的最基本上限。事實上,任何具有有限靜止質量的物體都不可能以光速運動。
  • 930億光年外是宇宙的邊緣嗎?如何能到達宇宙的邊緣?
    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,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。
  • 有質量物體不可能達到光速,但宇宙膨脹超過光速,是否自相矛盾?
    也就是說,如果物體速度達到光速,其質量會變為無窮大,如果宇宙是有限的,那麼全宇宙的能量都用來推動這個物體也不夠,因而靜質量不為0的物體是不可能達到光速的。那麼靜質量為0的物體可不可以達到光速,甚至超過光速?答案是肯定的,比如說光子靜質量為0,它的速度就可以達到光速。
  • 宇宙最快星系,速度可達2.3倍光速,為什麼沒有打破相對論?
    最近的河外星系離銀河系只有幾萬光年,最遠的河外星系位於上百億光年之外。在這些星系中 ,它們的光譜大都顯示出紅移,而且距離越遠紅移值越大。這意味著河外星系都在遠去,而且距離越遠,遠離速度越快。 如果河外星系離銀河系足夠遠,它們的退行速度甚至可以超過光速。然而,愛因斯坦的相對論又指出,任何速度都不可能超過光速。那麼,星系的退行速度是如何超光速的呢?
  • 這就是為什麼我們以光速旅行也無法到達這些星系
    宇宙膨脹以及可能的未來關於宇宙中的星系,在20世紀最令人困惑的發現是:離我們越遠的星系,遠離我們速度就越快。最終由埃德溫·哈勃(Edwin Hubble)和喬治·勒梅特爾(Georges Lemaitre)發現,我們生活在一個不斷膨脹的宇宙中。
  • 光給了我們感知宇宙的力量,但也蒙蔽了宇宙的真相!
    也就是說,我們看月亮,那是1.3秒以前的月亮;我們看到的太陽,那是8分鐘前的太陽,根據相對論,甚至它的引力都是8分鐘前的引力;我們觀測銀河系另一端的恆星,我們看到的是10萬年前的恆星;我們觀測可觀測宇宙邊緣的星系,那是138億年前的星系(為什麼不是460億年?因為宇宙在膨脹,138億年前發出光線的星系已經被宇宙膨脹到距我們460億光年的地方了。)
  • 到達宇宙「邊緣」會看到什麼?三種可能的景象,顛覆你的認知
    根據相對論我們知道,宇宙中最快的速度是光速,任何物體都不可能超越光速。但是相信許多人都不知道,「任何物體都不可能超越光速」中的「物體」,其實是有一個條件的。也就是說,如果想讓這句話成立,那麼「物體」必須具有靜止質量。可能有的朋友會說,這不是廢話嗎,世界上當然什麼物體都具有靜止質量。