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宇宙多大?研究人员:寿命只有138.2亿年,检测到的直径达到了930亿光年

发布时间:2023-03-10 09:17:54 所属栏目:外闻 来源:
导读:古往今来,对宇宙万物都充满好奇的人类经常会提出一个问题,就是“我在哪里”、“我们生活在这片土地上究竟有多久”。

虽然在科学技术有限的年代,东西方人类文明都不得不通过神话来解读神秘的
古往今来,对宇宙万物都充满好奇的人类经常会提出一个问题,就是“我在哪里”、“我们生活在这片土地上究竟有多久”。

虽然在科学技术有限的年代,东西方人类文明都不得不通过神话来解读神秘的苍穹宇宙。但近几十年,随着一些充满智慧的先驱人类的不断探究,关于现在的宇宙究竟有多大,这个问题的答案也渐渐开始清晰起来。

但依然让很多天文爱好者感到困惑的是:我们时常看到科研人员对于宇宙年龄的认定是138.2亿年,却又说目前人类的可观测宇宙直径高达930亿光年。

这就意味着,如果说宇宙诞生时期的第一束光,自138.2亿年前出现时起沿着一条直线无限向前狂奔,它花了138.2亿年的时间却跑出465亿光年的距离。这到底是怎么回事呢?

宇宙静止理论与宇宙膨胀学说

如果要探讨宇宙年龄和可观测宇宙直径距离不一致之谜,我们首先要面对的就是“宇宙静止与宇宙膨胀”之间的争论。

在二十世纪三十年代以前,人们普遍认为宇宙中的天体虽然遵循着“万有引力”的规律相对运动变化,但整体而言宇宙的总体规模是静止不变的。宇宙是一个静止的有限但是无边界的空间。

显然,如果说宇宙确实如牛顿和爱因斯坦这样的大咖所说是“静止不变的”那同时根据爱因斯坦的相对论任何物质都不可能超过光速,只有138亿年的宇宙就跟人们所疑问的一样不应该长到465亿光年那么大。

如果有人问伟大的爱因斯坦是不是也会犯错误,那么一定就会有人拿出著名的“宇宙常数”来举例。熟悉爱因斯坦的人都知道,宇宙常数算是爱因斯坦提出广义相对论以后,亲自承认的一个“错误”。

当然在二十世纪三十年代,人们还并没有最终测算出宇宙的年龄和可视宇宙的直径,当时的天文物理学家们通过其他角度来思考了宇宙的状态。

慢慢的,有一部分科学家面对神秘莫测难以理解的“宇宙常数”对宇宙静止理论提出了异议,他们认为宇宙是变化的,但宇宙究竟是不断收缩的还是不断膨胀的还存在一定的争论。

但是这个争论并没有持续很久,因为几年后,天文史上的另一个大咖“哈勃”横空出世,并带来了他的惊人发现。

这里对于“红移现象”我们也可以做一个简单的了解,经过科学家的研究如果一个星系在被我们观测到之后,又在逐渐远离,那么我们接收到的来自这个星系的电磁波波段就会不断拉长,进入红外线波段,也称之为“红移现象”。相反,如果被观星系跟观测者越来越近则会发生“蓝移现象”。

刚开始哈勃也并没有发现这样的“红移现象”具体能说明什么,因为宇宙中的星系毕竟是在万有引力的规律下相互吸引运动的,有一些星系远离,有一些星系拉近也属于正常现象。

但是随着观测数据的不断收集,哈勃发现几乎所有星系都是在均匀的远离,这样刚好印证了梅勒特提出的宇宙膨胀模型。

在哈勃-梅勒特定律正式被公布之后,爱因斯坦对于自己提出的场方程也及时重做了修正。二十世纪三十年到开始,爱因斯坦研究宇宙时也不再使用那个额外加入的“宇宙常数”。

在确定了宇宙是膨胀的之后,人们的下一个议题就是宇宙是以一个什么样的速度膨胀的呢?加速膨胀或者减速膨胀?

宇宙年龄的确定

关于宇宙年龄的确定其实也是跟随着宇宙加速膨胀理论逐渐开始研究的,在早期,人们认为宇宙是静止的恒定的,对于永恒静止的宇宙来说关注它的年龄是没有意义的。

但是,到了十九世纪三十年代以后,在宇宙膨胀学说中有一个很重要的假设那就是宇宙的起源是一次大爆炸。既然有起源并且还在不断变化,那么“宇宙的年龄”就有了概念。

科学家们应该通过什么来确定宇宙的年龄呢?科学家们认为,直接找到宇宙起源难度太大了,只能通过其他方式来反推。比如宇宙在诞生之后会以一定的速度冷却,因此,可以通过测量宇宙现在的温度,再结合其他综合因素考虑反向来推断宇宙的神秘年龄。

在科研人员的眼中,宇宙微波背景辐射就是他们用来反推宇宙年龄的钥匙,经过对宇宙微波背景辐射的仔细研究,再结合宇宙膨胀等各种因素,2013年人类终于第一次自信的宣布我们的宇宙已经有138.2亿高龄。

可观测宇宙直径的推测

我们已经知道了宇宙年龄有多大了,现在人们又想探究的问题就是宇宙空间距离到底有多大呢?在这里,人们创造“可观测宇宙”的概念,也就是我们人类以地球为中心,可以观测得到的宇宙,并不意味着科学家们认为我们目前所观测到的就是宇宙的边缘。这只不过是我们人类观测的极限。

如果我们引入哈勃常数,根据科学家们的仔细测算,宇宙中的天体们如果以地球为中心观测,它们远离地球的加速度也是平均可测的。

因此,在目前我们可观测到的最古老的光是来自138亿年以前,再加上哈勃常数等等各个影响因素的计算,这个以地球为中心的围绕着我们的神秘宇宙直径达930亿光年。

而由于宇宙是在不断加速膨胀的,因此,结合哈勃定律以我们能观测到的最古老的光,反推出可观测宇宙的直径为930亿光年。跟之前不一样这是一个距离概念。因此,两个结论并不矛盾。概念。因此,两个结论并不矛盾。但是我们不能确定这两个结论是否正确。如果是正确的,那么宇宙大爆炸理论就是错误的。如果不是正确的,那么宇宙膨胀理论就是错误的。
 

(编辑:驾考网)

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