Question

可观测宇宙的大小

Answer 1

可观测宇宙的大小

根据哈勃定律，银河系外星系退行速度v与我们地球的距离D成正比，即v=HD，其中，H为哈勃常数。根据这个公式可以知道，当宇宙中的星系与我们地球的各向出现距离D c/H时，其中c为光速，我们就不能观测到C/H以外的宇宙星系了。

为什么？

根据狭义相对论尺缩公式，运动坐标系的长度L=L₀ (1-v²/c²)=L₀ (1-H²D²/c²），可见，在D=c/H时，星系各向膨胀速度都是光速，星系各向尺缩为零。在D c/H时，星系各向超光速膨胀，星系各向长度尺缩为虚数，而物理学是不能观测虚数的，因为虚数没有大小，也就没有长度的大小。

可见，宇宙大爆炸学说认为时空的空间部分可以像气球表面（经线与纬线形成的网格）那样各向超光速膨胀，导致的结果就是我们不能观测与我们地球距离D c/H的一切星系，我们也就不能观测超出这个距离的宇宙大小了，因为超出这个距离的宇宙无论多大，都尺缩为零或变成虚数宇宙了。

由此可见，可观测宇宙的大小就是与我们地球的距离为D c/H的宇宙范围，超出这个范围就观测不到了。