961八万光年年的宇宙有什么

这并不矛盾原因是宇宙从诞生箌现在,一直处于动态膨胀当中;在光速不变的前提下宇宙膨胀将会导致光线要走更远的距离才能抵达观测者。

根据宇宙大爆炸的演化模型我们宇宙诞生于138亿年前的一次暴涨,宇宙从一个半径无穷小的点膨胀为如今的宇宙由于光速不变,于是以任何一个点为中心较遠距离上发出的光线将没有足够时间到达地球,于是才有了可观测宇宙的概念

可观测宇宙:指以观察者为中心的球体空间内,所有物体發出的光都有足够时间到达观测者也称作哈勃球体。

天文观测表明我们的可观测宇宙半径大约是460亿光年,目前宇宙的膨胀速度大约为67.8(km/s)/Mpc也就是在每相距百万秒差距(约326八万光年年)的距离上,因为宇宙膨胀导致的相互退行速度为67.8km/s而且正在加速膨胀。

我们宇宙年龄是138亿姩可观测宇宙直径为920亿光年,这其实很好理解假如宇宙从诞生起就是稳态的,那么宇宙年龄138亿年对应的可观测宇宙半径就是138亿光年,我们看到138亿光年外的图像就是宇宙大爆炸之初的图像。

宇宙一直处于膨胀当中于是光线和地球间的空间一直在膨胀,由于光速是不變的所以光线到达观测者的时间,将大于稳态的时间所以我们的可观测宇宙半径肯定会大于138亿光年。

只要我们知道各个时期宇宙膨胀嘚速度就能根据宇宙大爆炸模型理论,推测出可观测宇宙的实际半径

于是平常我们说某个星系的距离也并不是实际距离,比如M87星系距離地球5500八万光年年指的是现阶段我们观测到从M87星系发出的光线,在空间中传播了5500万年的时间(相对于地球参考系)由于宇宙膨胀,此時此刻M87星系与地球的实际距离肯定是大于5500八万光年年的可能是2亿年,甚至10亿年

如果我们宇宙一直膨胀下去,那么较远星系发出的光线将永远也无法到达地球,因为太远距离上的退行速度将超过光速就目前而言,与地球实际距离大于144亿光年的星系退行速度已经超过叻光速。

现阶段的可观测宇宙中只有大约5%的星系,此时此刻发出的光线才能在未来到达地球而且随着时间的推移,这个比例将会更小;如果热寂学说正确再经过数千亿年后,可观测宇宙中只剩下我们的本星系群

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宇宙的直径是900亿光年就意味着宇宙的半径是450亿光年。通常情况下我们知道450亿光年意味着450亿年前的光被我们人类所看到。

那么我们为什么还要说宇宙的年龄是138亿年呢難道不是450亿年吗?

实际上光年是一个距离单位我们说宇宙的年龄是138亿年,是因为我们能够找到最古老的恒星诞生于136亿年前

根据宇宙学嘚演化理论,宇宙诞生以后2亿年第1颗恒星才开始发光。所以我们说宇宙的年龄是138亿年是通过这个方法反推上去的

》人类对宇宙的认识,来自于理论和天文学的观测相结合

总的来说,人类的物理学走过的道路全部都是实验验证理论,理论再指导实践这一条路

1769年,牛頓发表物理学的开山巨著《自然哲学的数学原理》把万有引力定律放在了第1章。

虽然牛顿万有引力定律可以把行星的轨道算得很精确泹只能描述行星围绕着恒星运动的轨迹,而没办法描述宇宙的形状

1915年之前,关于宇宙的形状全部是由天文学家在望远镜的镜头下面描繪的。最初我们并不知道宇宙里有多大也不知道里面有多少个星星。

18世纪中期日耳曼血统的英国科学家赫歇尔(Herschel)制造了世界上最大嘚望远镜,第1次大概的描绘出了银河系的形状这个时候银河系的形状被描绘成一个扁平的盘状。

下图是赫歇尔描绘银河系的形状

那个時候就以为整个宇宙大概都在这个范围中间了。

后来天文望远镜有了巨大的进步以后,才发现原来我们看到的那些小星星很多都是一個一个的巨大星系,和我们银河系是一样甚至比我们的银河系还大。

》人类就开始思考我们的银河系我们的宇宙到底是个什么形状?

這里面包含了多少个星系宇宙和星系的关系是怎么样的?

曾经我们以为宇宙是永恒的没有开端也没有终点。但是实际上万物都是有始有终,包括恒星也有诞生和死亡的那个时候

所以宇宙是永恒的,本身就是一个悖论

第一次突破这个悖论的是爱因斯坦。

》1915年爱因斯坦发表了广义相对论

根据广义相对论,宇宙是不可能静止的要么在膨胀,要么在收缩

1929年美国天文学家哈勃观察了遥远的星系,发现宇宙是在膨胀的这就验证了广义相对论的结论。

如果宇宙在膨胀的那么我们把时间向后推就意味着:历史越久远,星系之间的密度越高

目前人类的天文望远镜能够看到的最遥远的星光是136亿年前发出的。

但是这136亿年前发出星光的这些星系是时刻在运动的,不可能停留茬136亿年之前的位置

所以,我们要根据宇宙膨胀的速度去计算才能知道远古时代的星系到哪里了。

》宇宙膨胀的速度是72公里每秒*百万秒差距

百万秒差距是一个距离单位,相当于326八万光年年

如果我们用光运行的速度30万公里每秒,除以宇宙膨胀的速度72公里每秒再乘以326八萬光年年,正好等于136亿光年

这个计算说明了:在136亿光年位置的宇宙的膨胀速度是光速。

宇宙中的第一缕星光从136亿年前出发这个发出第┅缕星光的星系,因为宇宙的膨胀被带飞了飞向远离地球的方向。

就是说星系的飞行方向和星光朝着地球的飞行方向是相反的。

那么經过了136亿年以后这个发出第一缕星光的星系飞到了哪里呢?飞到了450亿光年的位置

所以我们才说宇宙的半径是450亿光年。

》450亿光年是指可觀测的宇宙半径远远不是宇宙的全部。

因为超过这个范围之外空间的膨胀速度超过了光速,那里的光永远也不会到达我们地球人的眼聙

我们可观测的宇宙又被称为哈勃体,这个哈勃体是附着在一个更加庞大的高维超球体的三维表面

我们能够看到的半径是450亿光年的范圍,只是整个宇宙的极小的一个部分

那么整个宇宙到底有多大呢?不知道有多大!几乎是无限大的

最新的天文观测数据表明宇宙是一個球形的。也就是说朝任何一个方向走只要走的速度足够快,走的距离足够长都会回到起点。

宇宙无比的辽阔人类无比的渺小。但昰如果有一天人类可以进入更高的维度的话也会发现宇宙变得很渺小。

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到了2011年初2113天文学家又一次利用5261囧勃望远镜,经过对观测数据的反复4102析研究确认发现了一个更1653遥远的星系。这个被命名为UDFj-的星系距地球为132亿光年在对其光谱特性變化进行分析后,天文学家确定该星系诞生于大爆炸后的4.8亿年后通过和UDFy-的比较来看,UDFy-的红移量为8.55而UDFj- 的红移量达到了10.3,这也证明了UDFj-距离峩们更远这一发现无疑使我们可以观测到的宇宙历史又向前迈了一大步。UDFj- 成为了至今发现的距离人类最远的星系 天文学家认为,哈勃朢远镜已经被我们用到极致了要想发现更远更古老的星系,我们需要借助更加先进的设备美国航空航天局研制的詹姆斯韦伯太空望远鏡即将发射升空,它让天文学家看到了希望——找到更远的星系了解更年轻的宇宙。

关于宇宙有一些基本的事实——它的起源它的历史,以及它今天的样子——我们每个人都多少了解一些

这其中一个众所周知的事实就是宇宙大爆炸或者说是宇宙诞生于138亿年前。我们也能够大概描述我们今天所知道的宇宙:充满物质和辐射以及最终成长为恒星、星系、行星和人类的成分。

既然宇宙诞生时间知道了那麼我们能看到多远?你可能会想,在一个被光速限制的宇宙中那将是138亿光年:宇宙的年龄乘以光速。但是138亿光年实在是太小了不足以成為正确的答案。

事实上我们可以在所有方向上看的到460亿光年远,这个可见宇宙球其总直径为920亿光年。

为什么会这样呢我们可以用三種直观的方式来思考这个问题,但是只有其中一个是正确的

这是大多数人的“默认”模式。你可以想象一个到处都是恒星和星系的宇宙这些恒星和星系现在的状态和宇宙开始的状态非常接近。因此我们等待的时间越长,我们就能看到的越远因为光以光速沿着直线传播。所以在138亿年之后你预计能看到大约138亿光年,即使有误差也仅仅是减去恒星和星系在大爆炸后形成的时间。

这增加了问题的另一层;不仅有大量的物质可以发光而且这些发光的物体可以相互移动。因为它们可以根据狭义相对论的规则移动到(但不完全是)光的速度而咣以光速向你移动,你可以想象在第一种情况下会看到两倍的光假设它们的光现在到达我们这里,它们以接近光速的速度离开我们也許现在的可视

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