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我们认为宇宙有138亿年的历史 , 仅仅是因为我们能用望远镜看到138亿光年之外的东西吗?
答案基本上呼之欲出 。
由于光速是有限的 , 所以望远镜不仅能够眺望远方 , 还能回溯过去 。
因此 , 你可能会问 , 我们到底能看到多远的过去呢?答案是 , 只有光存在 , 并且在太空中自由移动的最远处 , 就是我们能看到的极点 。
一旦光不存在 , 我们也就无法通过望远镜观测了 。这也是为什么宇宙必定有一个起点的原因之一 。
由于宇宙膨胀 , 我们的望远镜实际上可以看到138亿光年外的景象 。自大约134亿年前 , 光离开宿主星系之后 , 我们的银河系和其他星系之间的距离就不断地扩大 。
这意味着我们看到的星系实际上距离我们有320亿光年 。
下图为迄今发现距离地球最远的星系——GZ-Z11 , 它的年龄高达134亿岁 , 距离我们大约320亿光年 。
图源:NASA, ESA, and P. Oesch (Yale University)
按照现在的观点 , 宇宙的年龄是哈勃常数除以光速的倒数 。
但就目前来看 , 这是完全没有意义的 。因为这意味着宇宙的年龄仅和短距离的测量结果H0有关 , 无法体现宇宙膨胀产生的影响 。
超几何宇宙理论中的哈勃常数为:
H0=c/R0
(H为哈勃比 , c为光速 , R为距离)
由此我们得到R0 。在该理论中 , 宇宙以光速膨胀 , 所以年龄为R0/c 。
至于宇宙 , 它的年龄为H0/c的倒数 。
以上 , 只有在宇宙是一个以光速膨胀的四维超球面时才有意义 。在L-CDM(一种模型 , L指暗能量理论 , CDM指冷暗物质)或任何为4D时空设计的理论中都没有任何意义 。
总的来说 , 由于广义相对论存在一定缺陷 , 所以L-CDM模型和你的答案都仍值得推敲 。
没有任何证据表明 , 人类的观测极限(138亿光年)就是宇宙的实际大小 。事实上 , 许多科学家认为宇宙有138亿光年的2倍之大 , 甚至更大 。还有人认为宇宙的直径有900亿光年 。
如果宇宙的直径是900亿光年 , 那么它怎么只有138亿年的历史呢?如果它的年龄是138亿岁 , 那么它的观测极限将是一个以地球为中心的球形宇宙 , 但显然地心说是错误的 。
宇宙无穷无尽 , 它的起点可能发生于一万亿年前 。
即使是再强大的望远镜 , 也无法看到退行速度超过光速的物体 , 因为该物体发出的光线永远无法到达地球上 。那这些物体会存在于138亿光年外吗?我想会的 , 但具体有多远 , 我也不清楚 。
我们并非受限于硬件条件 , 问题出现在我们自身 。光以光速传播 , 我们之所以说宇宙至少有138亿年的历史 , 是因为138亿光年是我们目光所及的最远处 。我们便从这个距离得出宇宙的年龄 。
问题是 , 我们很确定宇宙中仍有很多我们看不到的事物 , 所以宇宙的年龄可能更大 , 或是光速在某一刻可能发生过变化 。
望远镜技术无法限制我们探索的脚步 。光只能以光速传播 , 并且它只能在时间存在时传播 , 不是吗?
BY: quora
FY: 忙碌的北門
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