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宇宙膨脹的幾個誤區 你誤入了嗎?

我們都知道,現在最具說服力的宇宙學模型是宇宙大爆炸模型。該模型認為我們的宇宙始於一個奇點,在大爆炸之後不斷地膨脹,演化成了現在的樣子。沒有誰能保證宇宙大爆炸模型一定是對的,但至少是目前最合理的。而關於宇宙的膨脹,存在幾個常見的誤區,相信很多人都中招了。

宇宙膨脹的幾個誤區 你誤入了嗎?


1.宇宙膨脹不是宇宙在空間中膨脹,而是空間本身在膨脹


宇宙大爆炸始於「奇點」,在此之前什麼都沒有,所有的物理定律都是失效的,大爆炸之後才創生了時間、空間與物質。因此,奇點本身並不在空間中,而是在奇點大爆炸後才創生了空間。宇宙的膨脹也不是指宇宙在空間中膨脹,而是宇宙空間本身在膨脹。

宇宙膨脹的幾個誤區 你誤入了嗎?


這是很重要的一個概念,對此的誤解也正是造成接下來幾個誤區的原因所在。


2.宇宙中的紅移,並非都是光的多普勒效應


我們都知道,光的多普勒效應會造成宇宙中的紅移現象。但是實際上,宇宙中的紅移現象並不全是光的多普勒效應造成的。因為多普勒效應針對的是空間本身不變,而兩個物體之間發生相對運動的情況。然而,宇宙的膨脹是空間本身在膨脹,這會使得遙遠的星系團/群在保持「不動」的情況下,依舊發生紅移現象。

宇宙膨脹的幾個誤區 你誤入了嗎?


值得一提的是,在星系團/群內部,星系的紅移/藍移現象確是由星系間的相對運動造成的,這屬於多普勒效應。


3.河外星系退行速度超光速,並未打破相對論


根據科學家的觀測,我們的宇宙在加速膨脹,而且不少河外星系的退行速度超過了光速。相信很多人都會對此納悶,這不就打破了相對論了嗎?其實不然,關於這一點,我們還是要回到上面所提到的「宇宙的膨脹是宇宙空間本身在膨脹」。相對論所說的光速是宇宙中的最快速度,指的是粒子在宇宙空間中的運動速度無法超越光速。然而,河外星系的退行速度超光速,是由於宇宙空間膨脹太快造成的,並非是指星系本身在空間中超光速飛移。

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同理,宇宙大爆炸之初的「暴漲階段」的超光速現象也是這個原因。


4.宇宙年齡138億年,但宇宙大小至少930億光年


我們都知道,宇宙的年齡大概為138億年,於是在大多數人的印象中,宇宙的大小就是138億光年,畢竟光速是宇宙中最快的速度嘛!然而,科學家卻估測出我們的宇宙的大小至少930億光年。這是為何?相信大家明白了上面的超光速的道理後,就很好理解了。

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宇宙的膨脹是空間在膨脹,而空間的超光速膨脹使得宇宙的大小可以遠大於138億光年。


若要問宇宙空間的膨脹為什麼能超光速,我覺得我見過的最好的答案是——「The universe itself can do whatever the hell it wants to do !」。這句話的意思就是「宇宙他媽想幹嘛就幹嘛!」,其霸氣側漏程度絲毫不亞於「毀滅你,與你何干!」。


好了,今天一本正經地胡說八道就到這。


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