|
實(shí)際上這都不算是個(gè)問題，因?yàn)楣馑俪艘杂钪娴膲勖鼪]有任何物理意義... 其實(shí)只要把哈勃定律科普一下，這個(gè)問題就解決了 哈勃定律：星系遠(yuǎn)離的速率和距離成正比 好吧，宇宙是超光速膨脹了，但人類的可觀測范圍不應(yīng)該超光速?。?/P> 可觀測代表的是，理論上，光線或是其他信號，有從物體到達(dá)觀測者的可能，與人類的探測能力無關(guān)。那么這個(gè)到達(dá)觀測者的光線可能是從很久以前，光源離地球還比較近時(shí)發(fā)出來的。后來這個(gè)光線身后的空間以超光速膨脹了，但此時(shí)光線已經(jīng)跑得足夠接近地球了。地球接收到這樣的光線，反推發(fā)出它的光源現(xiàn)在與地球的距離，就會得出超過光速的可觀測半徑。（如果對這一點(diǎn)還不太理解的話，文章最后附有練習(xí)） 咦？怎么這么巧，離地球越近的空間膨脹得越慢？ 我覺得這里會有人蹦出來問難道地球是宇宙的中心的問題...宇宙沒有中心，想象吹脹一個(gè)氣球，那么氣球上任何兩點(diǎn)都在遠(yuǎn)離彼此。實(shí)際上，哈勃定律的含義是，宇宙介質(zhì)在按保持其均勻的方式在膨脹。想象一團(tuán)不考慮熱運(yùn)動的均勻氣體，氣體在保持均勻地膨脹 好吧，那宇宙年齡是怎么算出來的呢？ 宇宙既然是在膨脹，那么反推回去必然有一個(gè)密度為無窮的時(shí)刻，把這個(gè)時(shí)刻規(guī)定為零點(diǎn)，到現(xiàn)在的時(shí)間就是宇宙的年齡。這種用哈勃定律反推的方法得出的宇宙年齡叫哈勃年齡，具體還要考慮加速膨脹的修正，詳情請自行閱讀維基百科... 附加一個(gè)問題作為練習(xí)：我們接收到的宇宙微波背景輻射就是來自上面所講的可觀測半徑嗎？ 我們現(xiàn)在看到的微波背景輻射，就是 宇宙大爆炸再復(fù)合時(shí)期逃逸的光子 已經(jīng)回答得很具體了，我來給個(gè)簡化的土版本。 這個(gè)問題的常見困惑在于，既然光速不變，那么如果我們看到一個(gè)138億年前的天體，為什么它會距離我們超過138億光年？產(chǎn)生這個(gè)結(jié)果的原因在于宇宙不是靜態(tài)的，而是不斷膨脹的。 讓我畫個(gè)很土的圖來說明一下，假設(shè)一開始有兩個(gè)星系，相隔一段距離。我們用"S" 來表示星系，">"來表示星系發(fā)出的光，左邊那個(gè)星系發(fā)出了一個(gè)光子： （請忽略圖里的下劃線，純粹是用來對齊的...） 這里有三個(gè)長度：1）從光子的角度來說，這個(gè)過程中它實(shí)際走了138億光年；2）從星系角度來看，當(dāng)右邊那個(gè)星系收到光子的時(shí)候，左邊那個(gè)星系的實(shí)際距離已經(jīng)超過了光子實(shí)際走過的距離，即大于138億光年；3）同時(shí)可以推論，在一開始的時(shí)候，兩個(gè)星系間的距離小于138億光年。這個(gè)是宇宙膨脹的自然結(jié)果，如果宇宙是靜態(tài)的，那這里的三個(gè)長度都等于138億光年。 如要計(jì)算兩個(gè)星系間當(dāng)前的實(shí)際距離，那需要知道宇宙是怎么個(gè)膨脹法的。測量宇宙的膨脹歷史是現(xiàn)代宇宙學(xué)最重要的內(nèi)容之一。
關(guān)于哈勃定律的問題可以參考梁燦斌教授的《微分幾何與入門與廣義相對論》，理論類研究在arXiv.org上有很多最新研究結(jié)果，在我最近的一篇論文中也有提到，見http:///abs/1312.3110
|
|
|
_________________
______________
__________
