都說宇宙以光速膨脹,那麼在我們宇宙外無限大的地方都是空的嗎?

2020-12-04 宇宙新思維

這是一個網友提問,顯然他有很多概念是錯誤的,我們來幫他釐清解釋一下吧。

按照目前的理論和實際觀測,宇宙空間的確在加速膨脹。

哈勃定律V=HD表明河外星系的退行速度與它們距地的距離成正比(式中V是星系相互退行速度,H是哈勃常數,最新數據為73.52千米/秒/百萬秒差距,百萬秒差距是個距離單位,大小為326萬光年,D為兩星系之間的距離),經計算,大約相距133億光年以外的兩星系之間相互退行的速度就已經超過光速了。也就是說,任意兩個星系,相距越遠,它們相互的退行速度就越大。只要它們距離沒有超過133億光年,相互退行的速度就小於光速,但同樣是它們,相對於與它們距離超過133億光年的其他星系的退行速度卻是大於光速的,所以這種超光速是一種全空間膨脹的積累。由此可見,這種退行速度規律是整個宇宙每一點都在膨脹的表現證明。宇宙整體在膨脹,膨脹是宇宙的特徵。這就像吹氣球,氣球上的任意兩點距離隨著氣球膨脹而增大。起初相距遠的,膨脹後相距更遠。那些認為氣球外如果沒有空間(空氣),氣球會爆的想法,是因為他自己總是處於有空間的宇宙中,仍然用慣性思維考慮問題。

當然我們可以這樣來理解:與其說宇宙在膨脹,不如說宇宙正在不停地產生空間,空間就是通過膨脹的形式出現,宇宙不膨脹就沒有空間產生。

從這個意義上說,空間的確是一種實在的物質,是和宇宙中其他具有實在性的物質一樣的物質。宇宙就是所有物質的總和,因此空間作為一種物質是屬於宇宙的。如果宇宙是有限的,空間應該存在於宇宙之內,宇宙「之外」是沒有空間的。宇宙「之外」什麼也沒有,「什麼也沒有」並不是空間。所以題目說「宇宙外有無限大的地方是空的」這句話顯然是錯誤的,首先,「地方」是個空間概念,而空間都是宇宙產生的,宇宙「外」是沒有空間的,是沒有「地方」的。空間不是先驗的幾何給定,只有膨脹才產生空間,膨脹前是沒有空間的,現在宇宙還在膨脹,因此宇宙空間也不會是無限的。其次,空間就是「空」,「空」就是空間,不是「什麼也沒有」,「什麼也沒有」就是連「空」也沒有。宇宙外如果有空間,這個空間就是「空」,沒有空間就是連「空」也沒有。

總之,

是宇宙產生了空間,不是宇宙在空間中產生;是空間在宇宙之中,而不是宇宙在空間中;是在宇宙之內膨脹產生空間,而不是宇宙在空間中膨脹產生。空間作為物質的廣延和存在方式,不斷地從「物」中生有,因此出現題目描述中說的會變得越來越稀薄的情況是很正常的。更何況也不能叫「越來越稀薄」,因為空間作為物質的存在背景,它的特點就是空曠,就是空無一物,包括沒有光子,也沒有幾百萬公裡僅存的那一個光子。

相關焦點

  • 宇宙在加速膨脹,那麼宇宙之外無限大的地方都是空的嗎?
    按照當前有關宇宙的科學理論,宇宙奇點起源說是佔據主流的。我們的宇宙,在最開始起源於一個體積無限小、質量無限大的奇點,隨著奇點大爆炸,向外釋放巨量的物質和能量,推動宇宙「實體」空間持續向外膨脹。根據科學家的測算,宇宙膨脹有一個膨脹係數,也就是哈勃常數,其值為70(公裡/秒)/Mpc,Mpc是一個長度單位,含義是百萬秒差距,每個單位是326萬光年。哈勃常數與時間和距離密切相關,距離越遠、時間跨度越大,膨脹速度越高。哈勃常數給了我們一個明確的概念,那就是距離每增加326萬光年,膨脹速度(遠離地球的速度)增加約70公裡每秒。
  • 宇宙在超光速膨脹中?宇宙到底有多大?
    我們的宇宙有多大呢?有科學數據顯示可觀測宇宙半徑約為465億光年,直徑約為930億光年,那我們的宇宙就是930億光年那麼大嗎?但是又有數據告訴我們宇宙的年齡只有138億年,那為什麼宇宙會有930億光年那麼大,宇宙大爆炸理論不是說宇宙從奇點爆炸後才產生了宇宙,那為什麼可觀測宇宙會比宇宙年齡還大呢?宇宙模型的由來宇宙到底是什麼形狀的,我們人類一直在探索,也一直在假設,可能是圓的,可能是方的,近代天文學就提出了三種假設:無邊無限靜態宇宙、有限無邊靜態宇宙、無邊無限動態宇宙。
  • 宇宙年齡138億年,直徑930億光年,宇宙膨脹超光速了嗎?
    在這個問題中出現了兩個數字和兩個概念,那我們就來分別詳細的把這些概念說清楚,那麼問題也就迎刃而解了。對於宇宙我們最直觀的感受就是大並且歷史悠久,在空間上和時間上都屬於極致的一幢狀態。目前的科學體系就是建立在奇點暴漲之後,經常有人提出這樣的言論:奇點之外是什麼?奇點之前是什麼?那麼就就徹底告訴你,在當前的科學體系下奇點之外和之前的概念是沒有意義的。
  • 光速不可超越,為什麼宇宙膨脹和量子糾纏都比光速快?矛盾嗎?
    光速不可超越源自於愛因斯坦的狹義相對論,狹義相對論認為,任何沒有靜止質量的物體都會以光速進行運動,光子就沒有靜止質量,所以它就以光速運動。而對於擁有靜止質量的物體而言,不論它的質量是多少,都只能無限接近於光速,而不可能達到光速。這是為什麼呢?
  • 愛因斯坦說光速不可超越,宇宙138億年,為何能膨脹出930億光年?
    都說宇宙廣袤達到了138億光年,光從如此遙遠的地方到達這裡,早就過去了138億年,那麼現在那宇宙的邊緣,怎麼樣了呢?宇宙到底是什麼時候誕生的?科學家也一直想弄明白宇宙到底有多大,這事情從牛頓時代就開始折騰了,牛爵爺根據封閉空間內引力會逐漸收縮到一點,而現在的宇宙好好的,從而推測出宇宙無限大!
  • 我們的「目光」是超光速嗎?看到的宇宙星空都是虛像?
    這個時候如果太陽因為某種外力瞬間的消失,那我們並不會馬上知道這個結果,而是在八分半鐘之後地球上才進入黑暗世界,同時也是在8分半鐘之後地球脫離原來的軌道,向著太陽系外飛行。其實力也是有速度的,從廣義相對論角度來講,太陽如果突然消失,那麼造成的時空彎曲會按照光速逐漸的消失。宇宙中存在超光速的現象嗎?
  • 既然有人說宇宙不是無限大的,那麼宇宙之外是什麼?
    事實上宇宙是否是無限大小我們還真不能區分,因為現在了解到的只是可觀測宇宙大小!而之外還有多大,只能根據模型來推測......但理論上,如果根據宇宙暴漲理論,宇宙確實不是無限大的!暴漲的宇宙會使早期宇宙膨脹超過光速,而局限於光學或者電磁波段觀測手段的人類來講,這絕對不是一個好消息,因為過快的速度產生的紅移會將可見光波段拉伸至微波段,而微波段則趨向於低頻段直至無法觀測的水平狀態!到此為止,我們賴以觀測信號沒有了,那麼我們再也無法獲取到遙遠宇宙的信息,只能從數學模型上來腦補遙遠宇宙的狀況!!
  • 宇宙中超光速的困惑:宇宙膨脹與退行速度!
    哈勃定律中的退行速度與距離成正比,如果宇宙是無限的,當距離大到一定的時候,速度必定要超過光速。事實上,並不需要假設宇宙無限,在現今可觀測的距離範圍,退行速度已經超過光速。光速不變和光速不可超越,是狹義相對論的假設條件。其中涉及的距離及時間概念都需要在平坦的閔可夫斯基時空中來理解。
  • 愛因斯坦說光速不可超越,138億光年外的地方,現在怎麼樣了?
    都說宇宙廣袤達到了138億光年,光從如此遙遠的地方到達這裡,早就過去了138億年,那麼現在那宇宙的邊緣,怎麼樣了呢?,支持了勒梅特提出原生原子的膨脹說,那麼反推過來,很久很久以前的宇宙就在一個很小的空間內,這就是最早的大爆炸說來歷!
  • 我們的宇宙是有限還是無限的?
    除了我們的銀河系之外,還有超過1500億個其他星系,每個星系都有它們自己的大量恆星。對於我們相對論的大腦來說,理解這些數字幾乎是不可能的,所以大多數人認為宇宙是一個無限大和無窮無盡的空間。但這是真的嗎?宇宙是無限的還是無限的?
  • 宇宙在137億年時間裡膨脹到1000億光年?超光速膨脹是真的嗎?
    著名天文學家弗雷德·霍伊爾以懷疑和開玩笑的方式將這個宇宙起源理論命名為「大爆炸」,它從一個熾熱、密集的能量點開始,擴展、發展成為今天我們所能見到的大規模星系集合體。很多人不相信大爆炸理論,尤其是宇宙如何在137.5億年的時間裡膨脹到1000億光年的尺度?這種膨脹速度不是超光速了嗎?光速不是有限的嗎?光速不是不能被超越嗎?
  • 「暴脹理論」有那麼一段時間,宇宙膨脹的速度是比光速要快
    隨著時間的流逝,這個球會越長越大,我們也將看到更廣闊的宇宙。每一年我們都會看得更遠,因為更遠處的物體的光會到達地球,光子以光速來到地球,這意味著我們的視野在以光速變得更廣闊。但是與此同時宇宙中的所有事物也在離我們而去,所以在我們的視覺邊界要和這些逃離我們視野的星系賽跑,宇宙中的所有星系無法跑得比光速,所以如果宇宙中的萬物最早是一個微小而有限的量子點,宇宙大爆炸開始之後在空間中不斷的彼此遠離,那麼視覺邊界的擴張速度會比宇宙中的星星遠離我們的速度快,看的越來越遠,視線界限很快就會超越整個宇宙,這就意味著能夠看到宇宙之外沒有恆星的地方。
  • 宇宙的膨脹,告訴我們外面可能還有空間,那麼外面會是什麼?
    可是當我們真正走出地球之後,科學家探索的重點目光也放在了浩瀚的宇宙。宇宙有太多的謎團等著我們去破解,而在眾多的謎團,探究宇宙的起源是科學家最早進行的,通過大量的宇宙觀察研究,科學家提出了宇宙大爆炸理論。科學家認為,我們的宇宙起源於138億年前的一次奇點大爆炸。這個奇點是一個炙熱、稠密、充滿物質粒子和高能輻射的東西,它的體積無限小,質量卻無限大。
  • 930億光年外是宇宙的邊緣嗎?如何能到達宇宙的邊緣?
    是宇宙的邊緣嗎?其實答案很簡單:930億光年外還是我們的宇宙。但這樣回答有小朋友就不樂意了,既然還是我們的宇宙,那為什麼說宇宙是930億光年的呢?這就要從930億光年的來歷說起。直徑一般是用在圓(平面二維)或球(立體三維)上的,我們的宇宙是立體的,所以自然就是一個半徑為465億光年的球了。那麼這個球就是我們的宇宙了嗎?如果去到這個球的邊緣上會怎麼樣?伸出手去會不會摸到天使?
  • 宇宙本身膨脹的速度真的比光速還快嗎?
    我們所居住的空間並不是靜態的,而是在擴張。事實上,我們今天可以測量出膨脹率,一個物體在遙遠的過去是什麼樣,以及在這期間每一個紀元都是什麼樣的。結果發現,一個在大爆炸時期離我們只有168米遠的物體(在大爆炸10^-33秒後)發出的光在138億年後的今天才能到達我們,它經歷了一段不可思議的旅程和數量的拉伸之後,現在位於離我們461億光年以外的地方。
  • 宇宙的不斷膨脹,告訴我們外面還有空間,宇宙之外到底是什麼?
    不過,我們從一個簡單的宇宙現象就能夠初步找尋到答案,這個現象就是宇宙的不斷膨脹,對於膨脹相信大家都不陌生,在我們的現實生活中,很多的東西都能夠進行膨脹,大家都知道的應該是氣球的膨脹。 一個小小的氣球,只要往裡面不斷吹氣,它就會不斷膨脹變大,如果氣球的材質無限強大,理論上這個氣球可以膨脹到無限大。那麼氣球能夠不斷膨脹,它的前提是什麼?可能有人會說了,是我們不斷向裡面吹氣。
  • 宇宙真的大到可以無限大嗎?也許我們都錯了,可能有大理石那麼大
    我們常說無窮大,宇宙如此之大,仿佛宇宙是東西上最大的這世界。那麼宇宙有多大?沒有人可以具體表述為宇宙是萬物的總稱,是時空的統一體。宇宙是物質世界,他不依賴於人的意志,而是客觀存在的,他在不斷地運動和發展,他在時間上沒有起點和終點,在空間上也沒有邊界和終點。宇宙真的是一個真正的物質世界?
  • 人類未來可以移動的空間是有限的 而膨脹的宇宙在鎖定我們的空間
    科學家推測,在可觀測的宇宙範圍之外,宇宙空間更大,有一個超出我們想像的廣闊空間。此時,即使一束光達到了宇宙中最快的速度,但如果它朝一個方向無限移動,它也無法到達宇宙的邊緣,因為宇宙本身正在不斷膨脹,並且超過一定距離的空間擴展已經超過了光速(每秒擴展的空間超過了光速在一秒鐘內的移動距離)。 經過簡單的分析,我們可以得出人們害怕的結論。
  • 暴漲的宇宙速度膨脹再快也有邊!那麼為何說平坦宇宙是無限大?
    根據暴漲模型來看,宇宙是一個有限大小卻沒有邊界的空間!但根據當前觀測所建立的模型來看,宇宙卻趨向於無限大!兩者為何會有截然不同的結果?當前流行的宇宙起源是誕生於138.2億年前的一個奇點的暴漲,即使經過了暴漲時代,進入了膨脹時代,現在又到了加速膨脹的時代,無論這速度有多快,但只要有膨脹速度,宇宙有限的大小似乎是註定的!而我們根據可觀測天體,加以宇宙膨脹的速度,計算出宇宙是一個大致直徑達到930億光年的空間!
  • 宇宙膨脹速率可以比光速快很多,為什麼愛因斯坦還說光速不可超越
    歡迎點進老胡說科學,本篇文章和大家探討一下光速理論。當你想到宇宙從何而來,你可能會想到熱的大爆炸是我們的起源。根據大爆炸理論,我們從一個早期的、密集的、均勻的高能量物質和輻射狀態開始,然後膨脹、冷卻、聚集成今天我們居住的宇宙。但在大爆炸之前,宇宙經歷了一段宇宙膨脹時期,這為我們今天觀察到的宇宙的誕生創造了初始條件。