光速无法超越,可宇宙却会超光速膨胀,这是为什么?
换句话说,宇宙的膨胀速度超过了光速。既然爱因斯坦的狭义相对论认为光速在我们的宇宙中是最高的,没有静止的质量可以达到它,更不用说超过它,为什么宇宙膨胀的速度比光速还快呢?这大概就是他们要问的。让我们具体一点。狭义相对论说光速是最大速度,是的,但它也说静止质量的物体不能达到光速,我们宇宙的膨胀就是时空本身的膨胀,时空有没有大量的?它有静止质量还是运动质量?一点也不。到目前为止,没有任何理论表明时空有质量,对吧?
所以,时空本身的膨胀并不局限于狭义相对论,也就是说,宇宙是时空的问题,时空是宇宙本身,宇宙本身的膨胀并不控制速度光速,光速在我们的宇宙中只是一种现象,都在宇宙的管辖范围之内,所以它无权控制宇宙。例如,在运动场上,你是跑得最快的,没有人能超过你。但是如果体育场本身扩张和增长的速度比你跑的快,你会以同样的速度跑,仍然没有人能打败你,那么体育场扩大了,没有人能打败你又有什么关系呢?展馆是我们宇宙的隐喻。
宇宙的膨胀率是不均匀的,至少我们知道有两个超过光速的周期:一个周期是大爆炸后10^-35秒,这是宇宙的膨胀期,只持续了10^-33秒,在这极短的瞬间,宇宙经历了100倍(2^100),宇宙的大小比之前增加了10^30倍;而现在,宇宙仍在以超过光速的速度膨胀。哈勃常数是宇宙膨胀的速率。
哈伯常数为 67.80±0.77(km/s)/Mpc,由欧洲航天局在 2013 年用普朗克卫星测得。这意味着卫星准确地观测到了距离我们 326 万光年远离我们的星系速度为每秒 67.80±0.77 公里。宇宙的膨胀是均匀的,这意味着它在各个方向上看起来都是一样的。距离越近,膨胀越慢,距离越远,膨胀越快。膨胀率与距离成正比。这给了我们一个半径为 465 亿光年的可见宇宙,最遥远的星系正在以 3.22 倍光速膨胀。这意味着整个宇宙现在正以超过光速三倍的速度膨胀。