宇宙大爆炸只過去了138億年,為何直徑達到了930億光年?

2021-02-25 NASA探索者


理論分析有錯誤?

按照愛因斯坦在相對論中的描述,宇宙中最快的速度是光速。除了光速之外,再也沒有物體的速度可以比它還要快,包括人類在內。日後人類再發展科技,都沒有辦法達到光速,最多只能是亞光速。

不過,這裡出現了一個矛盾點。我們知道,宇宙起源來自於138億年前的一個奇點爆炸。在大爆炸發生後,宇宙不斷地膨脹,最終變成了今天的模樣。宇宙目前的半徑範圍應該是138億光年才對,既然光速是宇宙中最快的速度,科學家們又是如何觀測到465億光年半徑宇宙的呢?難道愛因斯坦的相對論是錯誤的?

相對論和宇宙大爆炸真的矛盾嗎?

從數據上,我們可以看出宇宙大爆炸發生後,宇宙的膨脹速度其實是超越光速的,而且要比光速快很多,足足多出了3倍多。愛因斯坦真的錯了?還是科學家們對於宇宙的觀測、宇宙的膨脹

其實,這些概念都沒錯。它們雖然看起來好像是相悖的,但實際上卻並不違背,因為這裡就要引入一個全新的概念:宇宙的「膨脹效應」。通過微波背景輻射和宇宙中的紅移效應,科學家們發現了宇宙爆炸和膨脹的現象。當奇點爆炸的一瞬間,宇宙中的溫度其實是非常高的,隨著宇宙變得越來越大,大爆炸的溫度也就開始逐漸下降。

當然,宇宙大爆炸發生之後,隨著宇宙越來越大,光便也在宇宙中奔跑。看起來,光應該只跑了138億年才對,可其實如果運用宇宙膨脹效應的原理,你會發現這個說法是錯誤的。因為早期的宇宙是沒有辦法進行光速傳播的,高溫導致早期的宇宙都是等離子的狀態,可能大家不清楚這是什麼意思,我們可以參考太陽。

我們知道,太陽是一個巨大的等離子體,而陽光從太陽傳播到地球上。相信大家都聽過「8分鐘原理」,簡單來說,從太陽發出的光芒到地球接受到陽光,已經是8分鐘之後的事情了。所以,早期的宇宙在大爆炸發生後,在很長一段時間裡,宇宙除了不斷的膨脹,並沒有光子參與運動。自然而然,也就沒有光在宇宙中傳播。直到宇宙的溫度降低後,被束縛住的光子終於得以釋放,它們才開始在宇宙中傳播。

那麼,從宇宙大爆炸發生後到光子開始在宇宙中傳播,中間的這段時間是多久呢?科學家表示,大約是38萬年的時間。在這38萬年的時間裡,宇宙膨脹的速度是驚人的,這才會導致我們觀測到的宇宙範圍實際上與宇宙理論上的範圍是有出入的。所以,看起來好像是和愛因斯坦相對論有矛盾,其實並不相悖。

相關焦點

  • 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。
  • 宇宙大爆炸只過去了138億年,為何直徑達到了930億光年?
    按照愛因斯坦在相對論中的描述,宇宙中最快的速度是光速。除了光速之外,再也沒有物體的速度可以比它還要快,包括人類在內。日後人類再發展科技,都沒有辦法達到光速,最多只能是亞光速。我們知道,宇宙起源來自於138億年前的一個奇點爆炸。在大爆炸發生後,宇宙不斷地膨脹,最終變成了今天的模樣。宇宙目前的半徑範圍應該是138億光年才對,既然光速是宇宙中最快的速度,科學家們又是如何觀測到465億光年半徑宇宙的呢?難道愛因斯坦的相對論是錯誤的?
  • 光速不可超越,宇宙誕生138億年,為何直徑卻達到930億光年?
    宇宙誕生138億年,為何直徑930億光年?在一些科普文章中,人們常常看到,宇宙年齡138億歲,卻有930億光年的可觀測直徑。於是很多網友質疑,這是怎麼回事呢?宇宙大爆炸也就是誕生才138億年,而根據相對論,物體移動速度無法超過光速,那麼為什麼現在所觀測到的宇宙直徑卻能達到930億光年?現在普遍認為,我們這個宇宙是從一個奇點爆炸出來的,那麼就會有一個中心點,作為起點,開始向四面八方迅速擴大,就像吹一個氣球。
  • 光速不可超越,宇宙誕生138億年,為何直徑卻達到930億光年
    宇宙誕生138億年,為何直徑930億光年? 在一些科普文章中,人們常常看到,宇宙年齡138億歲,卻有930億光年的可觀測直徑。於是很多網友質疑,這是怎麼回事呢?
  • 光速不可超越,宇宙誕生138億年,為何直徑卻達到930億光年
    宇宙誕生138億年,為何直徑930億光年?在一些科普文章中,人們常常看到,宇宙年齡138億歲,卻有930億光年的可觀測直徑。於是很多網友質疑,這是怎麼回事呢?宇宙大爆炸也就是誕生才138億年,而根據相對論,物體移動速度無法超過光速,那麼為什麼現在所觀測到的宇宙直徑卻能達到930億光年?
  • 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?
    通古計算哈勃常數,最後可以簡單得到宇宙的年齡,大約在138.2億年前,一個無限緻密、質量無限大、體積無限小的奇點「爆炸」了,宇宙開始演化一直到今天仍舊在不斷的膨脹。【可觀測宇宙直徑930億光年】目前的可觀測宇宙直徑930億光年,也就是半徑為465億光年,這是很多人非常疑問的一點,因為宇宙年齡只有138億歲,換言之也就是給了宇宙138億年的膨脹時間,按照最快光速膨脹,宇宙的乾淨也應該只有138億光年,目前來看宇宙膨脹超光速,那這是否違反了愛因斯坦的相對論要求
  • 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
  • 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。
  • 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138億歲,直徑卻達到了930億光年!不是說光速不可超越嗎?
    狹義相對論告訴我們,光速是這個宇宙中最快的速度,是只能接近,無法超越的速度。這個理論是人類認識宇宙的基礎,是科學家們最普遍贊同的一個理論。在這個宇宙中,任何存在質量的物體,都必須屈服於光速。但是,宇宙的膨脹卻是一個例外。
  • 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?
  • 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!
  • 可觀測宇宙有多大?直徑930億光年.
    但必須考慮到一個事實,那就是在過去的138億年間,宇宙一直在持續膨脹——並且膨脹的速度非常迅速。
  • 138億歲的宇宙,可觀測直徑930億光年,這與光速極限原則矛盾嗎?
    在一些科普文章中,人們常常看到,宇宙年齡138億歲,卻有930億光年的可觀測直徑。於是很多網友質疑,這是怎麼回事呢?其實簡單的回答,就是宇宙膨脹速度超過光速。但很多科普文章又強調,光速每秒約30萬千米,是宇宙中最高速度,任何物體不得超越。這樣有人就更疑惑了,這豈不矛盾嗎?難道科學可以翻手為雲覆手為雨,隨意亂點鴛鴦譜?
  • 138億歲的宇宙,可觀測直徑930億光年,這與光速極限原則矛盾嗎?
    在一些科普文章中,人們常常看到,宇宙年齡138億歲,卻有930億光年的可觀測直徑。於是很多網友質疑,這是怎麼回事呢?其實簡單的回答,就是宇宙膨脹速度超過光速。但很多科普文章又強調,光速每秒約30萬千米,是宇宙中最高速度,任何物體不得超越。這樣有人就更疑惑了,這豈不矛盾嗎?
  • 年齡138億歲,直徑930億光年,你所了解的宇宙真是這樣的嗎?
    宇宙真是像你了解的那般嗎?直徑930億光年,年齡138億歲? 現在人類已知在宇宙中光速是最快的,而且宇宙的年齡大約是138億歲左右。肉的直徑大約是930億光年。
  • 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。只能理解為,可觀測宇宙是以地球為球心,半徑930億光年(8.8 × 1026公尺)的球體,如果可觀測宇宙的體積用西瓜來比喻的話,那麼光錐之外宇宙也許有火星那麼寬,這並不意味著宇宙是球狀的
  • 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?