宇宙膨胀会打破光速限制吗
科学探索万象经验2023-05-08
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然而,当我们遥望宇宙中遥远的物体时,它们似乎与我们的逻辑常识相悖。通过一系列精确的观测,我们确信宇宙的年龄是137亿年。目前为止,我们所看到的最远的星系距离地球320亿光年,我们看到的最远的光对应于目前461亿光年之外的一个点。即使我们今天以光速发送信号,我们也永远无法到达180亿光年以外的星系。 我们大多数人都理解狭义相对论的基本概念,但却没有意识到,仅凭狭义相对论是无法准确描述真实的宇宙的。相反,我们需要考虑到,宇宙有一个支持它的时空动力学结构,只有物体在时空中的运动遵循狭义相对论。 换句话说,当我们说“没有什么能比光移动得更快”,我们的意思是“没有什么能比光在空间中移动得更快”,但物体在空间中的运动并不能告诉我们空间本身将如何演化。 如果某物距离我们在5000 Mpc之外,我们预计会看到它以每秒大约33万-37万公里的速度移动,而光速大约是每秒30万公里。这看起来好像超光速了,但它实际上并没有以那样的速度在空间中移动,而是物体之间空间膨胀的影响。 我们遇到的一个困难是我们无法测量一个遥远物体的速度。假设我们知道或能够计算出它的本质亮度,我们可以通过各种代理来测量它的距离,比如它看起来有多亮。我们还可以测量它的红移,由于我们熟悉波的移动方式,这种移动通常被我们转化为衰退速度。然而,我们并没有测量实际的速度,我们正在测量运动的累积效应加上宇宙膨胀的效应。 |
