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发表于 2020-2-15 19:29:23
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以现有的理论和科技发展水平来看,好像还看不到人类能够到达宇宙边缘的那一天,并且,这不是人类是否能到达的问题,而是现在人类连“看到”或者说是“找到”这个宇宙的“边界”都是遥不可及的。
先说说宇宙的边缘在哪里?不知道,至少宇宙“真正”的边缘在哪里是真的不知道,以人类目前对宇宙认识,只能定义一个可观测宇宙的边界,也叫做哈珀体积(Hubble Volume)或者宇宙的大小,反正都是一回事了。这是一个以一个观测者为中心的球状空间,这个空间的大小是以观测者理论上可以“看到”该范围内的物体为界限的,换句话说,就空间内的物体不管距离观测者有多远,发出的光都是有到达观测者眼中的那一天。
那么现在这个哈勃体积是多大呢?其体积半径约为460亿光年,当然,这并不代表我们已经看到了460亿光年之外的的天体,这是以哈勃常数为基础计算出来的一个理论值。为什么要确定哈勃常数呢?因为依据一些其他测量方法,比如宇宙微波背景辐射等,我们知道宇宙的年龄大约为138亿年,如果宇宙是以光速膨胀的,那么这个宇宙应该是一个半径138亿光年的球形空间,但是,我们观测的宇宙半径是远远大于这个数值的,说明这个宇宙在加速膨胀的。
而哈勃常数就是代表银河系以外星系,其退行速度与距离的比值,也就是我们这个宇宙的膨胀率。并且哈勃常数也是确定宇宙年龄与哈勃体积大小的一个关键常数。在2018年,一个国际团队利用哈勃和盖亚(Gaia)空间望远镜完成了对哈勃常数最新也是迄今为止最精确的一次测量,最新测量的哈勃常数为73.52±1.62 (km/s)/Mpc。也就是说,一个星系与我们的距离每增加百万秒差距(约326万光年),其远离地球的速度就会增加73.52千米/秒。(根据测量方法的不同,测量的结果也是有差异的,在之前利用重子声学振荡法测得的哈勃常数为67.77±1.30 (km/s)/Mpc)
按目前的哈勃常数来看,在460亿光年之外,其星系的退行速度是要超过光速的,如果是这样的话,那里星系发出的光将永远不会到达地球,不管多久。所以可以认为,人类观察宇宙的范围被限制在这个半径460亿光年的球形空间以内,而这个边界的扩散速度是超越光速的,这个球形空间之外发生的事将永远存在于我们的光锥之外,这就有点像在一个巨大的黑洞内部,只要人类没有想出超越光速的办法,这个宇宙级别的大黑洞就是一个无法逾越的“宇宙牢笼”。
但光速已经把人类牢牢限制在一个“低速文明”的阶段,当然,这个低速是相对于宇宙尺度来说的,就说现在发现的已知最遥远也是最古老的星系—GN-z11,我们看到它现在发出的光是在134亿年前,也就是在宇宙年龄的3%,4亿700万岁时发出的光,在这134年的时间,随着宇宙的加速膨胀,GN-z11已经距离我们有320亿光年之遥了。
所以,现在人类还看不到任何可以到达宇宙边缘的希望,就算你的飞船速度无限接近光速也是永远无法接近宇宙的边缘,除非打破光速的限制,但这就等同于破坏宇宙法则导致物理学体系的崩溃,对此我们是并不抱任何希望的。至于我们看不到的宇宙边缘之外是什么?目前的看法是和我们的宇宙一样,因为我们这个可观测宇宙只是整个宇宙的一部分,不可观测的宇宙更大更广阔,一些科学家预测,真实宇宙直径的大小已经超过了1600亿光年,并且还在以不可思议的速度继续扩大着。
宇宙的边缘,我们还是只能想想罢了,太阳系的边缘我们还没有探索到呢。 |
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