宇宙大爆炸的光可能会“回到未来”

tgboler

问：“烦请大家帮我解释一下：大约150亿年前，我的原子随着宇宙大爆炸，离开起点开始了它们的漫漫征程。与光速相比，它们的速度要慢一些，因此，当大爆炸产生的光早已抵达地球并且已被我们遗忘很久的时候，此时如果我们一直等待，会不会接收到临近大爆炸时期光的信号？”

图：根据大爆炸理论，宇宙是由一个极紧密、极炽热的奇点膨胀到现在的状态。
答：我相信，你所听说的关于临近大爆炸时期发出的光信号，其实并不是源于大爆炸本身，而是来自宇宙早期（大爆炸发生之后）所形成的恒星发出的光。因为我们距离这些早期恒星的距离很远，所以它们发出的光（大爆炸之后、人类出现之前）现在才被我们接收到。

图：艺术家绘制的威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）采集数据的景象
事实上，你的原子并不是离开大爆炸的点，而是在大爆炸之后因恒星之间核聚变产生的。宇宙中，恒星发生的超新星爆发核合成了重元素，进而结合成了行星等。
其实，来自大爆炸的光就在我们身边，而且基本上是均匀分布的，这就是所谓的“微波背景”， 随着宇宙膨胀，其温度将在继续下降，所以大爆炸的光处于微波频率。

图：威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）拍摄到宇宙在大爆炸发生后宇宙微波背景的影像。

认为大爆炸发生在一个点或者一些地点的想法是不正确的。一切事物（包括你的原子）并不是被挤压在现宇宙中的一小部分，而是整个宇宙，且当时的体积非常小。自大爆炸之后，宇宙一直处于持续膨胀状态，即宇宙空间本身在膨胀，而不是宇宙的某个物质在空间中移动。举一个典型的例子--气球，在一个还没有充气的气球上画上斑点，看作宇宙早期的星系，随着气球被吹胀，气球上的斑点也越离越远，这并不是因为斑点在气球上移动，而是因为气球被吹胀了，被吹胀的气球就类似于逐步膨胀的宇宙，而我们的星系就像气球上的斑点。

图：哈勃超深空场描绘了远古时代的星系图景，根据大爆炸理论，它们处于一个更年轻、更致密且更炽热的宇宙。
首先，你所提到的大爆炸的“点”，包含着整个宇宙。现宇宙里每一个点其实早已在大爆炸时已经存在，并且参与了大爆炸。
根据宇宙膨胀的阶段，宇宙的大小（即宇宙的半径、星系之间的距离）是与时间的1/2次方或者2/3次方成正比的，即大爆炸发出的光能被我们看到所需经过的距离（事件视界）与时间是成正比的（中央标准时间）。因此，随着时间推移，事件视界包含了宇宙中越来越大的部分（相当于绝对体积）。也就是说，我们与事件视界的距离增长比宇宙本身增长更快。

这就意味着，宇宙中，随着时间的推移，事件视界也在持续膨胀，并涵盖新的原本在事件视界之外的点。而后，将会继续成为新点的供应，这些点的光在大爆炸中产生，并且现在刚好可以到达我们这里。
当然，你如下的观点是正确的。较目前事件视界更近一些的点所发出的光，已经在早些时候经过我们，并且地球上不会再被看到。（须知宇宙是被模拟成一个球体的。也许也有另一种可能，事件视界膨胀到足够大，大到再次包含刚才提到的点。换句话说，就是直到射向地球的光越过地球，实现了一个宇宙内循环，再次返回地球。）

图：宇宙中每一圆盘都是一个又一个的“星系”

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. Warren F. Davis, Ph.D., Physics, MIT

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本文选自：今日头条

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未来叫“回”，那么过去叫什么？