書上說超光速的現象不存在,為什麼宇宙膨脹的速度卻比光速快?

2020-12-11 奇點使者

引言:雖然太陽距離地球有著一個天文單位那麼遠的距離,但是太陽光從太陽發射出去後只需要大約八分鐘就能夠照射在地球上,可見光速之快。相對論中指出了任何物質的速度都不可能超過光速,但科學家們發現宇宙膨脹的速度遠比光速快,這是為什麼呢?

長期以來,人類都認為光速是宇宙中最快的速度,但科學家在發現了宇宙不斷膨脹的現象之後,認為宇宙膨脹的速度要比光速快得多。最早將世間萬物的速度限制在光速以下的理論是愛因斯坦的相對論,他在該理論中提出了任何物質的運動速度都無法超過光速,甚至連信息的傳輸也是無法超過光速的。那麼宇宙膨脹的速度為何又比光速快呢?它是否違背了相對論呢?

科學家最早發現宇宙膨脹的速度比光速快是在研究宇宙的可觀測範圍,從目前探索的情況來看人類能夠觀測到的宇宙直徑大約為930億光。在930億光年之外是否的空間是否還屬於宇宙的,目前不得而知。現在假設宇宙中第一束光隨著宇宙大爆炸而產生,如果它在後面的傳播過程中並沒有受到太大的影響,那麼傳播到現在應該走過了138億光年的路程。但是我們能夠觀測到的宇宙半徑為465億光年,遠遠比光走過的路程要多三倍多,由此可見宇宙膨脹的速度是比光速快的。

那麼宇宙膨脹的速度是否與愛因斯坦的相對論矛盾呢?實際上並不矛盾,因為愛因斯坦在該理論中談到的是宇宙中的物質,這其中並不包括整個宇宙在內。而且他還指出了,凡是擁有靜態質量的物體速度不可能達到光速,而地球上幾乎所有的物質都具有靜態質量,這也是人類無法實現光速飛行的原因。

那麼為什麼光速不及宇宙膨脹的速度快呢?起初科學家們也對此感到迷惑,因為人類任何關於宇宙起源的理論都建立在一定的假設基礎上,目前並沒有實際的證據來證明宇宙大爆炸理論,因此很難解釋為什麼宇宙膨脹的速度遠比光速快。我們可以想像這樣的場景,在一個螞蟻洞口中分布著多隻螞蟻,它們以一定的速度朝不同的方向運動,過了一段時間後螞蟻運動了一定的距離。但如果這時候螞蟻運動的表面也在膨脹的話,那麼螞蟻實際上運動的距離是超過了原來的距離的。

後來有科學家提出了一種觀點,他認為宇宙的膨脹並非是簡單的向外擴張,它或許還包括了維度的擴張。在上個世紀初,天文學家哈勃就利用天文望遠鏡發現了在銀河系之外的許多星系都發生了紅移現象。具體的紅移現象這裡就不再闡述,感興趣的朋友可以上網搜一下,這種現象的出現說明了銀河系之外的星系都在不斷地遠離銀河系。後來哈勃通過實驗計算出了哈勃常數H=67.80±0.77km/s/Mpc,該常數說明了宇宙膨脹的速度要比光速快得多。

由此可見宇宙膨脹的速度確實比光速快很多,而且它還不違背相對論。目前科學家們還在研究關於宇宙膨脹的問題,隨著宇宙的膨脹,太陽系在宇宙中的位置會越來越邊緣化。到時候或許太陽系會位於宇宙的邊緣,到達宇宙邊緣對於未來人類來說可能是可以實現的。

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