宇宙仅仅诞生了137亿年,为什么人类却可以观测到930亿光年的宇宙

2024-12-16 13:47:10
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回答1:

在之前,我们已经解释了科学家是如何推算出宇宙的年龄,我们所感知的一切可能都是来源于137亿年前的奇点大爆炸,后期通过宇宙膨胀才有了如今的样貌,而我们知道,目前人类可观测的宇宙范围大概是930亿光年,也就是说,人类可以通过先进的天文仪器观测到来自930亿年前的光。说到这里大家不禁会产生疑问,难道宇宙膨胀的速度可以超越光速吗?如果光速无法超越,那么距离我们最远的星系应该不会超过宇宙年龄,那些超过137亿光年以外的星系,它们是否打破了光速无法超越的宇宙定律呢?

其实,伟大的物理学家爱因斯坦早已告诉人类,即使大到宇宙膨胀的高度,依然早已被归纳到相对论中,宇宙膨胀并没有超越光速。在狭义相对论中指出,在时空中,任何两个观测者在同一事件上的相对运动速度都不能超过光速。也就是说,

光速的极限只适用于同一时间同一点的两个物体。同时提出了著名的洛伦兹变换理论用以归纳光速的概念。

简单的来说,如果两艘飞船在两个相反的方向上远离你,那么在你看来,它们远离的速度远超过它们实际的速度,相反的,在飞船上的人看来,你远离的速度则会小于飞船远离的速度,而洛伦兹变化的相对论速度叠加法,则可以实际的计算出两艘飞船实际的远离速度。

由于速度只限于相同时空中的两个事物,而在宇宙大爆炸理论下我们知道,宇宙是在膨胀的,而不断变化的时空必然影响了对速度的判定,如果空间是膨胀的,那么,离开你的飞船必然会已更快的速度远行。

同样的,在星系之间,当光在宇宙中穿梭时,由于空间的膨胀,使得它实际的速度要远快于理论光速,哪怕是相对静止的两个星系,在足够远的空间影响下,也会产生星系红移现象。

这就是伟大宇宙的奥妙所在,人类不断研究宇宙的同时,也在不断被它神秘的存在刷新着认知,而事实上,我们依然被限制在137亿年之内,甚至,在过去,爱因斯坦早已预言了这一切。