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。
那麼邊緣的擴大速度就會非常快,比光速還要快。
假設邊緣處有一顆恆星,那麼這顆恆星發出來的光,永遠都到不了這個中心點。因為它遠離中心點到速度遠超光速。
但是這並不是說這顆恆星自己的速度快,而是說恆星所在的空間,遠離的速度超光速。
這就說明宇宙膨脹肯定是超光速的。
量子糾纏不也是超光速的嗎。
只是現有物理學中不允許有速度超過光速。但宇宙顯然不僅僅是現有物理學能夠解釋的。
所以超光速顯然是存在的,只是科學還沒有發展到能夠證明超光速而已。
很多理論都是建立在發現現有理論完全不能解釋的現象後產生的。
可超越光速的現象非常多,但是光速是載信息物體的移動速度上限,並不是信息本身的上限。
說個例子,量子糾纏,咱們不弄這麼玄乎的,假設有一紅一藍兩頂帽子分別相聚幾萬光年並裝在箱子裡。
它們在沒打開箱子之前你不知道顏色,但是只要你打開了任意一個箱子,你會瞬間知道遠在幾萬光年外另一頂帽子的顏色。
同樣的還有影子晃動速度,光斑的「移動」速度。
這些個「速度」不是真正意義上的速度,只是現象。
同樣,宇宙膨脹速率這個「速度」大於光速也就不稀奇了,至於為什麼大於,得看相關書籍。
而930億光年直徑的這個數字指的是「共動距離」。
光本身穿過的距離肯定沒有超過138億光年。我們看到的是它過去的樣子,那個時候它距離我們還很近。
所以你看維基百科會發現距離極其遙遠的天體,會標註共動距離和光傳播距離兩個數字。
光傳播距離並不等於這個物體發出這束光的時候與我們的距離,因為光傳播的過程中宇宙在膨脹,它發出光的時候與我們的距離比光傳播距離還要近。
我聽說宇宙的膨脹速度不是均勻的,越遠離大爆炸中心的地方,膨脹得越快。
其次,光子之所以在靠外的地方顯得運動得更快,是因為空間是被拉伸著的,從我們所處的位置來看,就更快。
但是與此同時,由於靠外的地方空間被拉長,尺子也拉長了,實際上光子的速度在那個地方看來,就沒有變。
那麼問題來了,既然同意了膨脹理論、即空間被拉長的說法,為什麼科學家還要用一種「絕對」的視角,去觀測這個宇宙?
而且,在靠外的地方,時間作為一個維度,難道不會同時被拉長?
光在長久的運行中是一個整體,宇宙的膨脹會不會把光拉伸。這樣取值的光波標準就不一致了。
我們把螞蟻氣球的圖換為二維圖像,把螞蟻改變成一個光速運行的射線,在圓形膨脹時會拉動射線離射線的定點更遠 超過射線的延展速度光速。這樣是不是可以理解為 射線的延展速度(光速)在氣球膨脹速度的牽引作用下加快了。
這樣光波的波長在幾萬年的運行中會不會發生改變。現在測定的標準和最遠星系的波長一樣嗎?和宇宙最初的波長一樣嗎?現在測定的光速在真空中的速度,會不會是一個逐漸衰退的速度。
在未知的宇宙中難道就沒有其他因素去改變它嗎?
大爆炸初期星體膨脹的速度遠遠大於光速,但我們也能看見遲到而來的光。就像天上每秒700米的飛機飛過,而聲速以每秒334米的速度向我們的耳朵遲後一段時間傳來一樣。宇宙膨脹和觀測到它們也是這個道理,但是,當我們觀測到465億光年的時候,它們的實體又以其膨脹的速度跑了465億年了!所以,如今的人們都被「眼見為實」所蒙蔽了。正像我們聽到天上的飛機聲時,飛機早飛遠了是一樣的。可以想像中我們所看到的465億光年的那個實體星系離我們早就遠遠大於465億光年了!
宇宙大爆炸過程中,物質向各個方向噴發物質,並在過程演繹物質的變化,物質各方噴發的過程便是空間膨脹,有質量的物質服從相對論,以低於光速運動,而光子本身就以最高速光速擴散,這樣理解的話宇宙邊緣的距離自然是138億光年。
也許宇宙本身就是沒有邊界的。
我以前猜想過,也許宇宙是一個不斷變大四維球體,而我們只是生活在他的三維表面上,如果是這樣,宇宙對於我們就是有限但是沒有邊界的。
就像一個活在氣球表面的二維生物一樣,能感覺到這個表面在變大,但是找不到邊界。
是不是都在默認宇宙大爆炸理論的正確?萬一不是正確的呢?難道宇宙真就是從一個奇點開始的?就不能是多個奇點一起開始的?都往超光速一條胡同裡鑽,為啥不能跳出來想一想別的可能呢?實際上真實的情況可能很簡單,光速在以太介質裡無法被超越,而以太在我們的宇宙裡無處不在,是光波傳播的介質,是一切的基礎。沒有所謂的超光速,至少在我們這個宇宙裡沒有,之所以會有宇宙超光速膨脹的錯覺是因為人們總是習慣性地朝著一個點思考問題,而宇宙之所以會膨脹得那麼快也並不一定就是超光速的原因,還有可能就是多處同時膨脹,本來單個位置的膨脹速度並不快,但大量的位置同時膨脹,那就會顯得很快了,快到超過光速。
比如你給一個1立方米的氣球充滿氣需要10秒,很慢對吧?氣球也沒佔多少地方。那麼全世界70億人都同時都給一個氣球充氣呢?70億個氣球的體積就是70億立方米,也就是說一個氣球的膨脹速度是每秒0.1立方米。而同時充氣的速度則是每秒7億立方米!關鍵就是在同時,難道宇宙膨脹不可以這樣嗎?
可以認為,這種膨脹速度是加速的,當星系速度還沒有達到或超過光速時,它發出的第一縷光,要經過無數萬個年才能達到你的眼裡,而這光線在走了一半路程的時候,星系的運動速度已經超過了光速,這時它再發出的光,是再也不會到達你眼裡了。我們現在所能看到的遙遠星系,其實都是星系若干萬年以前的景象,至於星系現在的星光,則要若干萬年以後才能看到。
理論上,是空間的每一點都在參與膨脹,哈勃常數就是描述這種膨脹大小的度量,不過,只在宏觀大尺度上才能明顯的觀測到這種膨脹的效果,有人計算過,比如我們的太陽系直徑如果按1光年計算,一年膨脹的距離只有幾個釐米~幾米之間而已,而原子間的遠離就更微不可查。
我了解有科學家提出了空間膨脹的理論,但貌似只是在解決觀測和理論的矛盾,並不能作為最終結論。比如可觀測宇宙的大小,我一直懷疑理論物理的一些觀點,因為很多時候是根據既有理論來解釋觀測現象,如果解釋不通,就提出一個新的理論。空間在膨脹應該不是證明的,而是大爆炸框架提出的新理論。因為空間在膨脹在現有階段是證明不了的,除非我們走到空間的盡頭。
科學是嚴謹的,理論需要實踐去驗證。理論物理有時候需要考猜想,然後一系列計算,能對的上,就可以提出一個理論,但正確與否還需要實踐去驗證。所以直到根據現有理論能一步步應用到實際技術的時候,我們才能說這個理論是正確的,否則它只是一種理論。
但是我們只能以我們的方式理解時空,不然就要推翻我們幾千年的理解,那就沒有任何意義。我覺得宇宙膨脹重點要說明宇宙指的是什麼?星系,物質?還是空間。如果是星系和物質的話,可以理解。如果說三維空間在膨脹,我不認同。比如引力的解釋,是一個質量物體扭曲了空間,我覺得這只是想像出來的一種理論。空間在膨脹,我不認同,除非空間有邊界,即宇宙是有限的。現在的理論(大爆炸)大多都隱藏著這個含義,但要意識到,如果宇宙是有限的,那就意味著宇宙之外可能還有宇宙。如果存在多個宇宙,很可能有造物主。但同時,如果宇宙是無限的,那就否定了造物主,基於各種理論是由西方上帝教的科學家提出,我有理由懷疑他們在科學研究的同時受到有神論的影響,這樣提出的理論是主觀的。