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為什麽可觀測宇宙的直徑是930億光年?

宇宙壹詞在古籍中的含義是?古往今來所以時間和空間的集合?,而現代科學中的宇宙,大體上也是這個意思

20世紀20年代,在威爾遜山天文臺工作的美國天文學家埃德溫.哈勃,利用當時世界上最強大的胡克天文望遠鏡,拍下了仙女座的照片,而後又通過照片中的造父變星,確定了仙女座是壹個位於銀河系之外的,和銀河系壹樣擁有海量恒星的星系。

哈勃的這壹發現,讓人類知道了宇宙空間中存在大量星系,而不只是銀河系這壹個星系,於是乎以往的?銀河系孤島模型?破產了,天文學也出現了名為?星系天文學?的新分支,埃德溫.哈勃就是星系天文學之父。

哈勃除了發現河外星系,還測定了河外星系的光譜數據,並且在光譜數據中發現,除了仙女座星系光譜藍移,其余的星系光譜都在朝紅色端移動,這意味著仙女座星系在靠近銀河系,而其他星系在遠離銀河系。

由於可見光也是電磁波,因此它和聲波壹樣也遵循多普勒效應,而根據多普勒效應,光源在遠離觀察者的時候,觀察者接受到的光源,光譜線就會向紅色端移動,反之如果光源靠近觀察者,光譜線就會向藍色(紫色)端移動。

那麽是什麽原因導致了,絕大部分星系都在遠離地球呢?

當時的主流宇宙學理論並不能給出答案,因為當時的主流理論認為宇宙是靜態的,甚至連愛因斯坦,都在早期廣義相對論引力場方程中,添加了?宇宙常數?項,來保證宇宙的穩恒態(愛因斯坦在聽說哈勃發現宇宙膨脹後,馬上就把宇宙常數刪了)真正給出答案的,是當時並不被認真對待的?宇宙大爆炸理論?

大爆炸理論認為,我們的宇宙是在壹次大爆炸中誕生的,因此宇宙時空絕不是靜止的,應該是膨脹的才對,所以哈勃才會發現星系都在遠離地球,至於仙女座星系為何接近地球,大爆炸理論給出的答案是?仙女座星系距離地球太近了,宇宙膨脹之力在這種百萬光年都尺度上,比不上兩個星系施加給彼此的引力,所以仙女座星系才會靠近銀河系?

對宇宙學家來說,宇宙的超光速膨脹無疑是最具顛覆性的科學發現,但對於天文學家來說,宇宙膨脹並不是什麽好事

因為早在19世紀,物理學家麥克斯韋就證明了,可見光屬於電磁波,並且電磁波的速度等於真空光速,20世紀初,愛因斯坦的狹義相對論又提出了?光速不變且不可被超越?

光速不可被超越?,意味著光速就是宇宙中信息傳遞速度的上限,因此河外星系不論遠近,它們發出的光都只能以每秒三十萬公裏的的?龜速?,在動輒幾百萬光年,數億光年的宇宙中飛行。

可觀測宇宙?就是在光速不變,和宇宙膨脹超光速的?矛盾?中誕生的

根據最新的哈勃常數67.8km/s/Mpc,空間距離每增加326萬光年,空間膨脹速度就會增加67.8km/s,天文學家計算出了,?465億光年外的星系退行速度超過光速?

這壹事實這意味著465億光年外的星系,發出的光還沒飛到地球。所以說可觀測宇宙就是壹個?以地球為中心,半徑465億光年的球形空間?,這個空間以外的光,還沒有來得及飛到地球,所以目前的天文學家只能研究可觀測宇宙。

因此現如今天文學的主要矛盾,就是無法打破的光速限制,和同樣無法打破的宇宙膨脹超光速之間的矛盾。

那麽可觀測宇宙之外是什麽呢?

現代宇宙學認為,可觀測宇宙之外是海量星系構成的?未觀測宇宙?,那裏的星系分布和構成以及密度,和可觀測宇宙內不會有太大區別,因為大爆炸理論的基石之壹,就是?各項同性原理?,而這壹原理,在哈勃望遠鏡若幹張深場照片中,也都得到了證實。

根據暴漲理論計算出的?全宇宙?,大小從可觀測宇宙的250倍,到上百億倍不等,所以說這些數據看看就好,沒什麽意義。

事實上就像物理定律在黑洞奇點,大爆炸奇點處失去意義壹樣,可觀測宇宙之外的事,對目前的天文學界,以及人類文明來說也沒有什麽意義,因為我們永遠無法主動去改變,可觀測宇宙之外的事物。

值得壹提的是,每個智慧文明的可觀測宇宙其實都不壹樣,如果有壹個智慧文明,距離地球465億光年,那麽它們的可觀測宇宙,就是以它們的母星為中心,半徑465億光年的球形空間,而地球就在這個空間的邊緣。

盡管目前的宇宙微波背景輻射圖,表明我們的宇宙?十分平坦?(無限延伸的平面),但也有宇宙學家認為現如今微波背景輻射圖,只是可觀測宇宙內的輻射圖,因此它的平坦並不意味?整個宇宙?都十分平坦,四維閉合超球體,和馬鞍面,仍是可能存在的宇宙形狀。

總結

可觀測宇宙有意義也好,未觀測宇宙沒意義也罷,對目前宇航速度,還達不到千分之壹光速的人類文明來說,其實都沒什麽?現實意義?,在可以預見的未來,人類文明仍將處於並且長期處於太陽系時代、