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空间膨胀可超光速

罗辑  发表于  2015-06-11 23:13  热度
【导读】根据哈勃定律,宇宙膨胀速率并非唯一,距离我们越远的星系其远离的速度越快,在达到哈勃距离即140亿光年之外后星系将以超光速远离,也就是空间的膨胀超过了光速。所以,在138亿年前诞生的我们宇宙中,却有着一个930亿光年直径的可观测宇宙或者说哈勃体积。

 空间膨胀速度可超光速
 
由于宇宙空间的膨胀,我们与遥远星系间的距离正在增加,需要注意的是,根据哈勃定律,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。其实哈勃定律预言,在一定距离(即哈勃距离)之外的星系将以超光速退行,对于已测得的哈勃常数,这个距离是140亿光年。
 
空间膨胀超过光速的部分也可以被观测到
 
星系退行即远离速度随距离的增加而增加,到达光速的距离为哈勃距离,目前大约为140亿光年,而哈勃距离会随时间增加而增加。原本看不到的光子随哈勃距离的增加就会被包含到哈勃距离之内,从而可以被观测到。所以,我们目前有一个计算结果为460亿光年半径的可观测宇宙。但要注意可观测宇宙不是已观测到的宇宙。
 
空间膨胀超光速和相对论不冲突
 
相对论不允许有质量或携带信息的物质运动速度超过光速,如果达到光速,质量便会加到无穷大,所需的能量也会无穷大,所以相对论不允许携带质量和信息的物质超光速。但是,超光速现象并非不能存在,只要不携带质量和信息,超过光速是被允许的。宇宙膨胀、量子力学的波函数、快子,甚至假说中的一种具有负质量的中微子,它们超光速是不违背狭义相对论的。
 
空间膨胀快到光速望尘莫及
 
天文学家利用红移原理对宇宙微波背景辐射进行分析,发现其红移值可达1000,这意味着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倍光速远离我们的当前位置。而根据纪录片《与霍金一起了解宇宙》中的表述,当宇宙诞生10分钟时,直径就已有数千光年,其膨胀速度之快可见一斑。
 
空间膨胀超光速应用构想
 
导致空间膨胀的是暗能量,而暗能量占到宇宙的70%,如同大海中的水一样承载着畅游其中的鱼儿,这是否意味着,我们未来或许可以制造一台空间膨胀引擎,将飞船前方的暗能量收集、压缩然后释放于飞船后方,这样飞船后面的空间会膨胀从而推着飞船前进,暗能量被压缩程度越高密度越大,其膨胀速率也越大,最终膨胀的空间可携带着飞船以成千上万倍光速前进,这样在一个星系如银河系中穿梭将不是问题。
 
参考文献:
光速并非宇宙速度上限?空间膨胀可超光速
大爆炸后宇宙膨胀的速度与光速到底谁快?
宇宙膨胀速度有超过光速吗?为什么和相对论没有冲突呢?
来源于 嗅未来整理
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