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宇宙在加速膨脹,97%的星系已經失聯,人類正在被宇宙孤立
2022/02/25
2022/02/25

根據現在的宇宙學理論,宇宙起源于138億年前的奇點大爆炸,大爆炸之後的宇宙隨著不斷膨脹,有了恒星,行星,星系的形成。

那麼宇宙膨脹的速度如何呢?宇宙的膨脹會讓星系間的距離不斷增大,離我們越遠的星系,遠離我們的速度也越快。而人類能夠觀測到星系的存在,也是因為星系發出的光能夠來到地球,如果星系發出的光無法來到地球,那我們也就不可能觀測到星系的存在。

相信朋友們也知道可觀測宇宙范圍這個概念,很多人不明白,為什麼是可觀測宇宙?這裡進行一個簡單的科普,所謂的可觀測宇宙范圍,就是以地球為中心,我們能夠觀測到的最遠宇宙距離為半徑,形成的一個球體區域。

在這個球體區域之外的星空,我們什麼也看不到,對那裡也是一無所知。那麼可觀測宇宙范圍是如何定義的?這就跟宇宙膨脹的速度有密切關係。

我們接收宇宙星空的資訊是以光或者無線電波的形式來實現的,而光的傳播速度是光速,這也是物質速度的極限。宇宙起源于138億年前,也就是說從138億年前開始,第一縷光就開始在宇宙中傳播,到現在已經傳播了138億光年,我們稱之為「光行距離」。

星系發出的光,速度是光速,要傳播到地球需要一定的時間,我們看到的星系也只是它的過去,並不是它現在的狀態。宇宙宇宙星系的位置是固定不變的,那麼即使過去了138億年,我們看到的星系也仍然會在原來的位置。

可惜,宇宙並不是固定不動的,而是一直處于膨脹中,並且膨脹速度還越越了光速。由此,就會出現這樣的現象,離我們越遠的星系,遠離我們的速度會越快,直到某個距離,星系遠離我們的速度會超越光速,這種現象我們稱之為星系的退行。

在宇宙誕生的138億年裡,星系一直在退行,離我們越遠的位置,退行的速度越快,直到超越光速,那麼什麼位置的退行會超越光速?

要計算宇宙膨脹,星系退行的速度,就需要用到「哈勃常數」,根據「哈勃常數」,距離每增加約326萬光年,速度就會增加67.80(±0.77)公里/秒。由此可以計算出,經過138億年的退行,我們能夠觀測到的最遙遠星系距我們約460億光年,這就是可觀測宇宙范圍。

可能有朋友會說了,這種超光速退行難道不違反相對論?其實星系的退行是將宇宙膨脹考慮進去的,而宇宙膨脹是屬于空間的膨脹,並不違反相對論對物體速度的限制。

由于宇宙空間的膨脹,星系的退行速度會越來越快,達到某個時間點後,就會超越光速,那個時候,星系發出的任何資訊都無法來到地球。

星系發出的光無法來到地球,它與我們的聯繫也就消失了,根據「哈勃常數」的計算,這個距離約是144億光年,也就是說以地球為中心,144億光年外的星系已經與我們失聯了,它們發出的任何資訊,我們都接收不到,而這個范圍也被稱之為「視界」。

「視界」范圍內的資訊,我們才可以接收到,而「視界」外的星系我們無法接收到,那麼能夠與我們產生聯繫的星系占總星系的多少?根據科學家的研究發現,隨著宇宙的加速膨脹,目前已經有97%的星系與我們失聯,未來這個比例還會不斷擴大,遲早有一天,所有的星系都會與我們失聯。

由此可見,人類正在一步步被宇宙孤立,我們現在抬頭望天空,會看到無數的星星,而在未來,這些星星會不斷從我們眼前消失,直到某一天,天空一片黑暗。

宇宙的加速膨脹讓越來越多的星系超出我們的觀測范圍,難道人類在未來會觀測不到任何的星系?當然不是,我們現在之所以觀測不到超出144億光年范圍外的星系,主要是人類目前的觀測技術限制。

我們目前的觀測設備,要觀測到某個星系,需要這個星系發出的光到達地球,而光的速度受限于光速,無法超越。而能夠超越光速的只有空間,所以,人類只要能夠研究空間科技類的觀測設備,就可以突破光速的限制,那個時候觀測到144億光年外的星空也就可以做到。

所以,科技的力量是無窮的,不管宇宙的膨脹速度有多快,它都無法超脫于科學之外,只要人類的科技力量足夠強大,不僅觀測范圍可以擴展到整個宇宙,而且我們也有能力跨越空間的距離,到達宇宙的任何一個角落,實在進行探測。

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