光速并非極限 竟然不是宇宙中最快的速度?
一般以為,光速是宇宙中最大的速度,物體一旦超越光速就會(huì)發(fā)生很奇特的事情,但是,據(jù)目前的研究發(fā)現(xiàn),光速可能并非速度中的極限,宇宙可能存在著更大的速度。
光速常常被稱為宇宙的速度極限,但并不是所有的事物都遵循這個(gè)規(guī)則,事實(shí)上空間本身就能夠以比光速更快的速度擴(kuò)大?;厮?38億年前宇宙大爆炸的那一瞬間,在不到一秒鐘的時(shí)間內(nèi),宇宙以驚人的速度膨脹,目前我們的宇宙已經(jīng)發(fā)展到不可估量的規(guī)模,我們可能永遠(yuǎn)無(wú)法觀測(cè)到它的另一面。如果說(shuō)光速是宇宙中的速度上限,那么光子將抵達(dá)宇宙的任何一個(gè)角落,可事實(shí)上我們觀測(cè)遙遠(yuǎn)天體的光都來(lái)自過(guò)去,因此空間膨脹的速度比光子要快。
宇宙在不斷膨脹的過(guò)程中也出現(xiàn)了速度減緩的現(xiàn)象,我們可以通過(guò)觀測(cè)遙遠(yuǎn)天體的星光來(lái)尋找證據(jù)。一顆數(shù)億光年外恒星發(fā)出的光子在穿過(guò)宇宙空間時(shí)也會(huì)因?yàn)榭臻g膨脹而失去能量,一旦光子抵達(dá)我們的望遠(yuǎn)鏡,就可以通過(guò)紅移公式計(jì)算出遙遠(yuǎn)天體與我們的距離。紅移現(xiàn)象讓我們觀測(cè)到遙遠(yuǎn)的星系、恒星,因?yàn)樗鼈兇嬖谟谶b遠(yuǎn)的過(guò)去,但我們無(wú)法看到宇宙歷史中的所有事件。
這是因?yàn)槲覀兊挠钪嫣幱诓粩嗯蛎浿校?929年埃德溫·哈勃發(fā)現(xiàn)遙遠(yuǎn)的星系似乎正遠(yuǎn)離我們而去,由此得出了哈勃體積的概念。在哈勃體積這個(gè)球形氣泡所“包圍”的區(qū)域內(nèi),所有的物體都會(huì)遠(yuǎn)離中央觀察者,且速度會(huì)低于光速;與此相對(duì)應(yīng)的是哈勃體積之外所有物體遠(yuǎn)離中心的速度會(huì)超過(guò)光速。該結(jié)論也是相對(duì)論的魔力所在,為我們打開(kāi)了超光速太空旅行的大門(mén)。
廣義相對(duì)論作為描述時(shí)空本身結(jié)構(gòu)的理論,其沒(méi)有慣性參照系,光速作為速度的限制是不適用的,因此在哈勃體積之外星系的遠(yuǎn)離速度比光速更快,但星系本身卻不違反任何宇宙速度的限制。
由哈勃體積可推出一個(gè)驚人的結(jié)論,嚴(yán)格地說(shuō)我們觀測(cè)的宇宙像是粒子視界,可觀測(cè)的宇宙直徑約為930億光年。事實(shí)上,哈勃體積還與暗能量有關(guān),后者決定了宇宙是否正在加速或者減速,如果哈勃體積膨脹,那么我們就可以看到更多可觀測(cè)的宇宙。
那么結(jié)果是這樣嗎?因?yàn)橛钪媾蛎浀乃俣瘸搅斯馑?,因而,我們所能觀測(cè)到的宇宙面積其實(shí)是一直減???
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