宇宙半径780亿光年,宇宙年龄137亿年?这个矛盾吗?

最近5岁的儿子一直缠着我给他讲宇宙,于是给他买了本书。讲解的过程,儿子不断提问,问的我很多问题都无法回答。而这一个是我也感到困惑的。

书上说科学家推测宇宙半径大概有780亿光年。
问题来了,我们知道,通常认为宇宙年龄有137亿年,我们能观测到的最远的星系距离我们大概132亿光年。
那么,在宇宙还是个奇点的时候,它是没有体积的。现在半径780亿光年,那么宇宙的膨胀速度岂不是远大于光速?还是说在大爆炸那一瞬间,远超光速?
我们观测到的星系,是132亿年前发过来的光。那么是不是意味着,实际上我们现在这个星系距离我们更加遥远?而我们永远也不可能观测到超过137亿光年以外的星系?

不求太高深,能给孩子科普就行了。

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7个答案
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支持者: 凯斯回旋

评论的乱七八糟的,导致出现这种情况是因为基于宇宙大爆炸膨胀学说的基础上的,举个例子,假如我们观察最远的是137亿光年的星球,那么我们看到的星球是这个星球137亿年前的样子,它的距离就是137亿光年这么远,那么这个数据是137亿年前光从137亿光年那个地方发来的,因为宇宙还在继续膨胀,换算到现在780亿光年了。

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你那个是狭义相对论的观点, 是爱因斯坦26岁时提出来的, 即两个物体间的相对速度不能超过光速. 但在几年后, 爱因斯坦对这个观点做出了修正, 提出广义相对论, 即一个物体相对于其所在空间的速度不能超越光速, 但是两个物体的相对速度可以超越光速, 原因在于空间可以超光速膨胀, 因此在空间中的两个物体的相对速度是可以超越光速的, 但是一个物体相对于其所在的空间的速度是不能超越光速的.

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Yulywong啥都想知道

2013-11-16 12:34

《宇宙》第四季对此有过解释:大爆炸理论的早期暴涨阶段,虽然有光速极限,但空间暴涨的速度是可以超光速的。

——不明觉厉

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支持者: A吕江华 L潮汐

一直有个问题想问,按主流说法来说,宇宙中没有东西能超过光速,那么问题来了,首先看以下前提条件:
1、宇宙的年龄根据查到的相关资料显示,预计在130亿年-180亿年,那我们姑且取中间值150亿年;
2、宇宙的尺寸,根据查到的资料显示,宇宙是直径约为930亿光年的球体,那么半径就是465亿光年;
3、根据主流的说法,宇宙是大爆炸产生的,那么应该是中心开始往周围球形散射开来;

根据以上的条件,那么问题来了:
请问,如何让宇宙中的物质在大爆炸后,通过150亿年(宇宙寿命)的时间飞到半径465亿光年处(宇宙半径)?这让人很费解啊!因为哪怕是光,从大爆炸原点到达宇宙边缘都需要465亿年时间,而大爆炸产生的宇宙中的物质却只用了150亿年就飞到了?这几乎是3倍光速啊!

可能有人会说,宇宙大爆炸产生的是空间膨胀导致宇宙体积的变大,并非物质在运动,那也有个问题,既然是空间变大,那么大爆炸后,理论上尺子和空间应该等比例同步膨胀,那么我们怎么又会发现大爆炸使星球之间至今仍在相互远离呢?空间和尺子同步变大变小,就不应该导致距离测量数据的变化啊,我们又怎么能因为星球间的距离膨胀就推导出宇宙空间在膨胀,并且推断说宇宙是由一个奇点爆炸产生的呢?

我想问,产生以上矛盾的可能性是不是有以下几种:
1、大爆炸产生宇宙说法错误;
2、大爆炸时间推算错误;
3、宇宙直径推算错误;
4、光速可以超越,并至少被超越近3倍;
5、宇宙产生的物质有我们未知的运动方式;
6、宇宙空间本身就存在,大爆炸本身就是产生了距离的远离。


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这是一个很深奥的问题,目前还没有一个理论能够很好地解释大爆炸时的种种物理现象......
可以把大爆炸时的奇点理解为一个黑洞的奇点,只不过大爆炸时迅速向外扩张,黑洞迅速向内吞噬物质。既然黑洞被称为“相对论失效的地方”,那么大爆炸......我个人的观点是,不矛盾。大爆炸时,无奇不有,光速在那时应该是可以超越的。

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支持者: 小城图夫

1.根据暴涨理论,宇宙曾经在远远小于1秒的时间里,宇宙的半径增大了100万亿亿亿(1后面跟30个0)倍。膨胀速度超越光速是很有可能的,并不违背相对论。
2.星系在不停的运动,他们现在的位置肯定不是我们现在观察到的位置。
3.我们能观测到多远取决于我们过去光锥横截面的最大半径,当然,随着时间的流逝这个半径会不断增大。

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这个问题也是很多宇宙学家研究的问题,目前比较流行的两种宇宙模型都解释过这问题。
1.大爆炸模型,这个模型里,在宇宙的早期暴涨阶段,是允许物质超越光速的,但是目前还没有很好的理论支持,有科学家正在寻找超光速物质在真空中留下的痕迹(某些理论认为有质量的物质或粒子在真空中速度超过光速后也会发生切连科夫辐射,或者类似现象),但目前还没结果。
2.膜宇宙理论。这个理论的设定是三维宇宙是在四维空间中两个三维空间“碰撞”形成的,每个粒子不过是三维空间在四维或更高维度尺度上的扭曲。奇点就是碰撞点,物质是碰撞后空间扭曲形成的,宇宙膨胀不过平复扭曲的空间,还有碰撞不止发生一次,也不止一个地点。。。把问题提升到维度的高度后,超光速这样的问题就不是什么大问题了。这个模型现在还不为大众知道,但是确实是很有前途的一个理论,这理论可以解释很多目前解决不了的问题。(我个人很看好这个理论的)

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