为什么宇宙膨胀的速度大于光速,但我们仍然可以观测到几十亿光年外的星系?

首先,宇宙膨胀速度大于光速,是个推论。宇宙膨胀,有几个特点。一是距离我们越远的星系,退行速度越快,这就是开创了现代宇宙学的哈勃发现的哈勃定律。公式很简单,就是小学生都可以理解的。因当初没有奖励给天体物理学诺贝尔奖的先例,所以这是一大遗憾。距离1000万光年,退行速度约为200多公里每秒,到10亿光年,已经达到2万多公里每秒,所以至今,我们只能观察到137亿光年的天体,这么远的天体,退行速度已经非常接近光速了。再远,就是超过光速,离开我们的视界,永远看不见了。

这就是“视界”问题,我们能看到的宇宙只是宇宙的一部分。几十亿光年外的星系比几十亿年要更古老。它的第一束光在我们后面,存在着但我们永远无法看到。除非我们比宇宙膨胀的速度更快才有机会。其实我们研究远太空,观察到的都是天体的信息。真正的实体也许早以不存在或在位置上相差很遥远。一切皆虚幻也许就是这个意思。

这两者并不矛盾,星体的退行速度必然远远小于宇宙膨胀速度,所以几十亿光年外的星光依然能传到地球上。举个例子:我拿着一条橡皮绳,绳上面有很多个绳结,我现在把橡皮绳向两边拉长,那么很显然,绳结之间的距离也在增大,但绳结间的距离增长速度远远小于拉伸橡皮绳的速度,很可能橡皮绳拉长了1米,每个绳结间距离才扩张了几毫米,在例子中,拉长橡皮绳就是宇宙膨胀速度,绳结间距离就是星体的退行速度。

2022-02-15

2022-02-15