宇宙直径达930亿光年,根据相对论,为什么宇宙年龄只有138亿年?

编辑:美女麻将2 时间:2020-06-10 热度:8944℃ 来源:7k7k美女麻将2 责编: 美女麻将2

这个问题有一句经典非常的回答,一个人的身高和他的年龄有直接关系吗?,差不多能噎死你!但你也可以一句话噎死他,爱因斯坦告诉我们,任何有质量的物体不可以超过光速!,这下应该轮到对方说不出话来了!不过这并没有解决问题,只是把问题弄得更复杂了。

宇宙的大小到底是怎么算出来的?

勒梅特通过爱因斯坦的广相引力场公式发现了宇宙正在膨胀,因此他提出了宇宙大爆炸说,而哈勃则通过望远镜的观测将宇宙膨胀实锤,并且通过观测取得了这些天体膨胀的速率,也就是哈勃常数,那么理论上就可以根据宇宙学模型计算出宇宙的年龄与当前宇宙的大小了,其实然并卵,现代宇宙年龄和大小计算需要的参数要复杂得多。

宇宙的大小和年龄计算公式

其中有一个尺度因子,是什么意思呢就是宇宙并不是匀速膨胀的,不同阶段膨胀的速度并不一样,红移值和哈勃常数还比较容易理解,现代天文测量的宇宙几乎就是平直的,所以曲率被省略了,还有辐射占比太小,也被忽略,剩下的是物质和宇宙常数了,这两个确定不太容易,但在1998年暗物质和2020年欧空局普朗克卫星测量后都取得了比较一致的意见。

所以最后计算出的宇宙的年龄大约美女麻将2是138.2亿年,相对应的可观测宇宙大小是930亿光年。很多朋友将宇宙的大小理解成930光年,但资料中都写了可观测宇宙,这非常有意思,我们下文中继续来简单描述下。

为什么138亿年的宇宙,却又930亿光年的大小?

假如根据爱因斯坦的光速不可超越理论,那么138亿年前的大爆炸产生的宇宙,即使以上限膨胀,那么整个宇宙也不过276亿光年而已,有何来930亿光年呢?这里你会发现会有两个问题:

宇宙膨胀为什么可以超过光速?宇宙膨胀为什么能超过光速?

这两个问题咋看都一样,但其实所含的意义完全不一样,宇宙膨胀其实不受速度限制,但它并不和爱因斯坦的光速不可超越冲突,因为光速不可超越说的是信息与物质还有能量传递无法超过光速。而宇宙膨胀并不能传递信息物质和能量,可能有些不容易理解,做个简单的比方:

2020年普朗克卫星测量的哈勃常数为67.15千米/秒·百万秒差距,意思每隔326万光年的距离时速度增加67.15千米/秒,按这个速度计算宇宙大约在145.8亿光年以外就超过了光速。因为空间的膨胀在速度上前后是叠加的,因为宇宙的每一个普朗克尺度的空间都在膨胀。

宇宙膨胀为什么能超过光速呢?

当然其中一个原因是上文的计算,但这只是表象而已,更深层次的原因在于宇宙微波背景辐射上,自拉尔夫·阿尔菲和罗伯特·赫尔曼理论上预言了宇宙微波背景辐射,以及1965年彭齐亚斯和威尔逊发现了微波背景辐射原来,如何取得更精确的微波背景辐射图成了科学家首要考虑的目标,COBE卫星和WMAP卫星以及普朗克卫星的努力,天文学家取得了分辨率极高的微波背景辐射图。

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