为什么可观测宇宙之外永远不可观测?原因是什么呢?
因为您阅读的报告中使用的距离测量系统是“光行程距离”。这是在估计的宇宙年龄内,光到达观察者所需的估计时间,单位为光年。光学距离没有直接的物理意义。在这个系统中,可观测宇宙的半径是光年的单位,而不是宇宙的估计年龄,这常常导致误解和混淆。在过去的几十年里,学者们一再呼吁不要在科学新闻中使用光学距离[1]。Z=11.09时的Gn-z11具有约134亿光年的移动距离和约320亿光年的共同运动距离,这是您想要的距离。
这个系统有许多荒谬的固有问题。你可能会在科学新闻中读到这样一篇文章:“星系团距离我们约91亿光年,诞生于大爆炸后约46亿年。”你认为这个物体和我们之间的平均相对速度大约是真空中光速的两倍吗?读者很容易感到困惑,新闻编辑也不在乎。这是星系团。顺便说一句,上面图片中有许多物体,对于科学新闻来说,它们的年龄在40亿到90亿光年之间。如果你喜欢,你可以自己在谷歌上搜索更多的物体,你可以在NASA网站上看到很多使用光学距离的文章。请注意“这个物体诞生于宇宙大爆炸后X年,距离我们Y光年”,X+Y接近137亿。
根据定义,可观测的宇宙就是我们可以观测到的宇宙。我们的宇宙有138亿年的历史,当来自遥远天体的光经过138亿年到达地球时,它位于我们可观测宇宙的边缘。这个天体之外的光受到到达地球的光速的限制,所以看不见的宇宙肯定是看不见的。好吧,这似乎是个愚蠢的问题。就像:你怎么杀死一只你杀不了的蜗牛?这是一个矛盾。但真的那么简单吗?
让我们做一个思维实验。每个观察者都有一个以他或她自己的球体为中心的可观察宇宙。我们不能从地球E直接观测到不可观测宇宙中的天体B,但我们能借助可观测的“中间人”A通过观测B的引力影响来推断B的信息吗?B对A的影响将用红移表示。因此,如果我们观察到一个物体在可观测宇宙的一个方向上的红移与另一个方向上距离地球相同的物体的红移有显著的不同,我们可以猜测它可能会受到无法获得的物体B的引力的干扰,从而通过计算确定B的位置和质量。