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光速并非宇宙速度上限?空间膨胀可超光速
送交者: fsfsgr[♂巡抚★★♂] 于 2016-03-19 3:02 已读 1041 次  

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据国外媒体报道,光速常常被称为宇宙的速度极限,但并不是所有的事物都遵循这个规则,事实上空间本身就能够以比光速更快的速度扩大。回溯138亿年前宇宙
大爆炸的那一瞬间,在不到一秒钟的时间内,宇宙以惊人的速度膨胀,目前我们的宇宙已经发展到不可估量的规模,我们可能永远无法观测到它的另一面。如果说光
速是宇宙中的速度上限,那么光子将抵达宇宙的任何一个角落,可事实上我们观测遥远天体的光都来自过去,因此空间膨胀的速度比光子要快。


宇宙在不断膨胀的过程中也出现了速度减缓的现象,我们可以通过观测遥远天体的星光来寻找证据。一颗数亿光年外恒星发出的光子在穿过宇宙空间时也会因为空间
膨胀而失去能量,一旦光子抵达我们的望远镜,就可以通过红移公式计算出遥远天体与我们的距离。红移现象让我们观测到遥远的星系、恒星,因为它们存在于遥远
的过去,但我们无法看到宇宙历史中的所有事件。


这是因为我们的宇宙处于不断膨胀之中,1929年埃德温•哈勃发现遥远的星系似乎正远离我们而去,由此得出了哈勃体积的概念。在哈勃体积这个球形气泡所
“包围”的区域内,所有的物体都会远离中央观察者,且速度会低于光速;与此相对应的是哈勃体积之外所有物体远离中心的速度会超过光速。该结论也是相对论的
魔力所在,为我们打开了超光速太空旅行的大门。


广义相对论作为描述时空本身结构的理论,其没有惯性参照系,光速作为速度的限制是不适用的,因此在哈勃体积之外星系的远离速度比光速更快,但星系本身却不
违反任何宇宙速度的限制。由哈勃体积可推出一个惊人的结论,严格地说我们观测的宇宙像是粒子视界,可观测的宇宙直径约为930亿光年。事实上,哈勃体积还
与暗能量有关,后者决定了宇宙是否正在加速或者减速,如果哈勃体积膨胀,那么我们就可以看到更多可观测的宇宙。

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