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大家都听说过宇宙在高速膨胀 , 甚至膨胀的速度超过光速 。 那么这个是怎么计算出来的呢?
1929年 , 美国天文学家哈勃观察遥远星系运动的时候 , 发现遥远的星系都在做远离地球的运动 , 这个运动有两大特点 。
第一 , 这些星系的飞行方向都是在做径向运动 。 也就是说它们的运动方向 , 正好在地球和这些星系的连线上 。
第二 , 这些星系远离地球的速度和方向无关 , 只与地球之间的距离相关 。
距离地球326万光年的星系 , 远离地球的速度是70公里每秒钟;距离地球652万光年的星系 , 远离地球的速度是140公里每秒 。
以此类推 , 随着星系和地球距离越来越远 , 这个运行速度会越来越快 。
按照理论换算下来 , 距离地球139.7亿光年的星系 , 飞离地球的速度就会达到光速 。
越过这个界限 , 星系发出来的光 , 我们就看不到了 。
因为宇宙的年龄是138亿年 , 所以我们看到的最远的星系是在138亿年前发出的光 。 这些星系一边发光 , 一边飞向更远的地方 , 现在已经飞到了465亿光年 , 所以我们说可观测宇宙的半径是465亿光年 。
但是现在位于465亿光年位置的星系 , 飞离地球的速度是3.3倍的光速 , 所以这些星系的现状 , 地球上永远也无法观测到 。
人类能够观测到的 , 宇宙最遥远的星系 , 会凝固成一副静止的图像 , 并且慢慢
既然狭义相对论说物体之间的运动速度永远不可能超越光速 , 那么如何解释465亿光年处星系以3.3倍的光速远离地球呢?
只能解释为宇宙空间从黑暗中长出来 , 这个生长的速度是3.26光年每秒钟长7公分 。
这相当于说 , 宇宙空间的三个维度 , X轴、Y轴和Z轴在同步延长 。
所以 , 星系的相对运动 , 即有在引力场中的运动 , 又有因为空间膨胀形成的彼此远离运动 , 是这两种运动的叠加 。
宇宙中的星系会因引力聚集成为星系团 。 我们银河系和10多万个星系一起组成了一个超大的星系团 , 叫做拉尼亚凯亚星系团 。
拉尼亚凯亚星团有一个超级引力中心 , 被称为巨引源 。
这个超级引力中心大概在长蛇座方向 , 因为被银河系的无数恒星和星际尘埃所阻挡 , 地球上的望远镜看不清楚那里到底有什么 。
只能知道银河系在朝着这个巨大引力中心方向高速狂奔 , 运行速度大概是1000多公里每秒钟 。 这给人一种不安的感觉 , 银河系好像要掉到一个巨大洞里 。
实际上银河系永远到不了那里 , 因为超引源距离我们有1.5亿光年 。 中间空间膨胀的速度超过3000公里每秒钟 。
物理学规律是人类对自然界运动规律的观察和总结 , 但是这种观察和技术手段有关系 , 可能是有缺陷的 。
由于对迈克尔逊莫雷实验的思考 , 爱因斯坦才把光速不可逾越 , 设定为一切运动的极限 , 由此才诞生了狭义相对论 。
广义相对论是把引力场的局部用做加速运动的惯性系代替推导出来的 。 惯性系的运动必须符合狭义相对论 , 不能逾越光速 , 所以广义相对论也不能逾越光速 。
广义相对论最初要解决的问题是行星在引力场中的运动问题 。
不管是狭义相对论还是广义相对论 , 都是物质之间相互运动的理论 。
广义相对论描述的宇宙大爆炸 , 只是物质被炸
但真实的宇宙大爆炸 , 是物质和真空同步扩张 。
至于真空是什么 , 如果按照广义相对论来说 , 真空是依赖于物质存在的 , 但是实际上这个观点可能是有问题的 。
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