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宇宙膨胀速度超过光速,为什么我们还能拍摄遥远的天体?

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zxw88 发表于 2022-8-30 02:20:00 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
 
根据宇宙大爆炸理论的诠释,宇宙膨胀速度在大尺度上确实是超光速了。
不过空间的膨胀速度并不受限于狭义相对论的光速限制,因为空间在膨胀的过程中并没有传递任何信息,空间仅仅是物质运动的背景罢了,当然也是光飞行的背景。
理论上讲,既然光在超光速膨胀的空间里飞行,意味着光永远到达不了地球,但为何我们还能看到遥远天体发出的光呢?
在大尺度上(通常是星系之间的距离),空间的膨胀速度确实超光速了,不过在局部小范围内,空间的膨胀一点也不明显。如果连生活在地球上的我们都能感觉到空间在膨胀,那就太可怕了!
对于地球,太阳系,甚至银河系来讲,都很难直观地观测到空间的膨胀。因为正如上文所说,空间膨胀实际上是不同星系之间的空间膨胀,表现出来的就是星系之间在加速远离彼此。
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从宏观上来看,就像一个不断膨胀的气球,气球上的每个点之间的距离在逐渐变大,不过距离相近的两个点距离增加的速度非常不明显,而距离较远的两个点之间的距离增加速度越更明显。也就是说,两个点距离越远,膨胀速度就会越大。
这也是著名的“哈勃定律”,是美国天文学家哈勃在20世纪20年代发现的。
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哈勃发现,星系之间远离彼此的速度,与两者之间的距离成正比,公式表达就是υ=H0D。哈勃定律的发现也成为了宇宙大爆炸理论的有力证据之一。
根据哈勃定律可以计算得出,空间的距离每增加326万光年,膨胀速度就会增加大约75千米每秒。只有膨胀速度超过光速,天体发出的光才不会到达地球。
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那么多远的天体发出的光,永远到达不了地球呢?
通过计算,这个距离大约为133亿光年。言外之意,133亿光年之外的空间膨胀速度超过光速,那里的天体发出的光永远也不能到达地球被我们看到。对于我们来讲,那些天体就是不存在的,也是没有意义的,因为那里发生的一切都不会对我们有任何影响(信息的传递速度也是光速)。
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而距离地球133亿光年的天体发出的光,并不是需要133亿年就能达到地球,因为空间一直在膨胀,相当于光线飞行的距离被拉长了,经过计算,需要大约465亿年才能到达地球。
465亿年也是可观测宇宙的半径,以地球为中心!而由于宇宙存在各向同性,所以不管以任何天体为中心测量可观测宇宙半径,最后的结果都是465亿光年!

转自今日头条优质自媒体
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