大爆炸后宇宙膨胀的速度与光速到底谁快?

根据普朗克探测仪的数据宇宙已经一百三十亿八千一百万年前大爆炸产生
大爆炸后宇宙膨胀的速度与光速到底谁快?
如果超过光速,那么就会在宇宙的边缘和光的边缘间形成一个“无”
的世界,既不属于宇宙也不属于外宇宙。如果没超过光速,那么光应该回跑出宇宙外,那时的光的边缘和宇宙的边缘便存在一个“光”的世界。

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自认为这里说的已经很全面了。

摘录部分如下:

一些我们熟悉的东西— —譬如扭伤的脚踝、罗马帝
国或是一个炸弹.它们通过向周围的空间膨胀而变大。
脚踝、帝国、炸弹是有中心或边缘的 在边缘之外又有
空间可供膨胀。但是宇宙似乎并没有边缘、中心或是外
部,那么它又如何膨胀呢?
一个很好的类比是设想你是一只蚂蚁.生话在膨胀
的气球表面。你的世界是两维的,你所知道的方向只有
前后左右而对“上 和 下”一无所知。有一天你意
识到去喂养蚁宝宝要比平时走更长时间的路:第一天5
分钟,第二天6分钟.第三天7分…… 而去其他熟悉的
地方所花的时间也在增加。你确信自己走得并不比平时
更慢,而且蚁宝宝们是在成群结队地四处漫游 并没有
整体远离你。
这一点很重要:即使蚁宝宝们没有走开,你们之间
的距离也会变大。他们仅仅是站在那里,相对于气球表
面静止,你到它们的距离以及它们相互之间的距离也仍
然在增加。注意到这些事实之后你就会得出结论:脚下
的地而正在膨胀 这很奇怪,因为你已经走遍了所在的
世界.却找不到一个边缘或是一个外部以供膨胀,
宇宙的膨胀很像气球的 膨胀。我们与遥远星系间的
距离正在增加.天文学家一股会说远处星系正在向我们
“退行”或“远离 ,但是这些星系并没有真正穿越宅间
远离我们。它们井不是大爆炸这颗炸弹的弹片。相反这
些星系与我们之间的空间正在膨胀。单个的星系在星系
团内部随虮运动,而星系团实际上是静止的。 静止”这
个词可以严格地定义。微波背景辐射充满了整个宇宙,
并定义了一个宇宙参照系(universal reference frame){
这类似于气球的橡胶表面,运动是相对于它而言的。
这个气球的类比不能再说明更多的东西了。我们在
气球之外看来,弯曲的二维橡胶表面之所以可以膨胀,
仅仅因为它是嵌在三维空间中的。在第三维中气球有一
个中心,随着它的膨胀其表面向周围空间扩张。有人可
能会认为三维空间的膨胀需要第四维的存在。但是现代
宇宙学的基础—— 爱因斯坦的广义相对论指出:空间是
动态的。它可以膨胀、收缩、弯曲而不需要被嵌入更高
的维度。
在这个意义上宇宙是自持的(self-contained)。它
既不需要一个膨胀的中心,也不需要外部空间(不论它
在哪儿)以供膨胀。膨胀时它不需要周围有事先未被占
据的空间。一些更新的理论如弦理论的确要求额外维度
的存在,但是当我们的三维宇宙膨胀时,它无需这些额
外的维度来向其扩展。

大爆炸不是“空间中”的爆炸,而是空间本身的
爆炸。

要注意的是 根据Hubble定律.宇宙并非以唯一的
速率膨胀 一些星系以每秒1000千米的速度远离我们.
另一些(有前者的二倍远)为每秒20000千米,以此类
推。其实Hubble定律预言,在一定距离(即Hubble距
离)之外的星系将以超光速退行 对于已测得的Hubble
常数,这个距离是I 4 O亿光年。
对于超光速星系的预言是否意味着Hubble定律错了
呢?爱因斯坦的狭义相对论不是说没有什么物体的速度
能超过光速吗?这 问题已经迷惑了一代又一代的学生。
解决它的关键在于狭义相对论只适用于通常意义下的速
度.即在空间中穿行的速度 而Hubble定律中的速度是
指由空间自身膨胀所导致的退行速度。这是一个广义相
对论效应,并不受狭义相对论极限的限制。因此,具有
大下光速的退行速度并不违反狭义相对论。同样也没有
什么物体能追上一束光

有关红移和速度的关系存在着许多的误解。膨胀导
致的红移和大家更为熟悉的多普勒效应产生的红移,常
常被人们混淆。当声源远离时l比如远去的救护车发出
警笛声),一般的多普勒效应将会使声波变长。这个原理
对光波同样成立:光源离我们而去时.波长变长。
对于遥远星系所发的光,这很类似,但并不完全相
同。宇宙红移并不是一般的多普勒红移 而天文学家却
常常这样叫它.这给他们的学生带来了极大的危害。多
普勒红移和宇宙红移遵循两个截然不同的公式。前者源
于狭义相对论,没有考虑空间的膨胀;后者源于广义相
对论并考虑到了这一点。这两个公式对于邻近的星系相
差无几,但是对于遥远的星系,差别就明显了。
按照一般的多普勒公式,接近光速在空间中穿行的
物体,红移趋向于无穷大,其波长变得过长而无法观测。

如果对于星系也是这样的话,那么天空中最遥远的可见
天体就正在接近光速退行。然而宇宙红移公式却得出了
不同的结论。在当前的标准宇宙学模型中,红移量为1.5
的星系— —也就是说,它们发出的光,波长比实验室参
考值大150%— —正以光速退行。天文学家已经观测到大
约1000个星系的红移量大干1.5。这意味着,他们已经
观测到大约1 000个天体正以超光速离我们远去。相应
地,我们也正以超光速远离这些星系。微波背景辐射则
传播得更远而其红移量在1000左右。当早期宇宙炽热的
等离子体发出我们现在所见到的这种辐射时,它正以50
倍光速远离我们的位置。

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这个问题,我也想过,没有答案。就像我理解的黑洞那样不可思议。

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Nadleeh核物理硕士生

2013-05-03 23:51

暴涨时期在10^-35~10^-30s内, 空间暴涨了40多个数量级, 那么这个速度是超过光速的.
因为这个是空间的膨胀, 当然应该属于宇宙.即使它空空如也, 这些空间显然也应该是宇宙的一部分.

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那么就是说,在希尔伯特空间中不断运动,会因为空间的膨胀而超越光速吗?

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你以现在的认知去推断未知。就如古人认为地球不是圆的,显得无知。
光速以现在的认知来说无法超越,然后这就是最终答案?

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