宇宙年龄是138亿年,为什么我们能观测宇宙的直径是920亿光年呢?
根据普朗克卫星对于宇宙微波背景辐射的最新研究来看,宇宙的年龄是13.799 ± 0.021 x 10^9年,也就是137.99± 0.21亿年;至于可观测宇宙的直径是930亿年。
这里稍微解释一下可观测宇宙,意思是人类理论上可以看到的宇宙的大小,它其实只是宇宙的一部分。之所以看不到无限远,在于我们是通过电磁波、引力波、中微子等来观测的,它们有速度上限那就是光速,而光走过的距离等于光速*时间。宇宙年龄就那么大,因此,我们也只能看到一定的范围。
大爆炸理论目前最主流的宇宙模型
这个理论认为我们的宇宙诞生于大约138亿年前的奇点大爆炸,随后宇宙不断膨胀,到现在可观测宇宙的直径至少已达920亿光年。
宇宙才诞生138亿年,可观测宇宙的直径怎么就能高达920亿光年呢?岂不是违背了爱因斯坦的相对论?这是一个让很多人感到困惑的问题。
宇宙膨胀的要点
实际上,要弄明白这个问题,关键在于弄明白宇宙膨胀的一个要点——宇宙膨胀并不是宇宙在空间中膨胀,而是空间本身在膨胀。而相对论中所谓的光速是宇宙中最快速度,指的是物体在宇宙空间中的运动速度无法超越光速。
也就是说,相对论中的光速限制对宇宙空间本身的膨胀而言是无效的,宇宙空间的超光速膨胀并不违反相对论。尤其是在暴涨时期,宇宙的膨胀速度达到了不可思议的程度——宇宙空间几乎一瞬间就在线性尺度上至少膨胀了10的26次方倍。
所以,尽管宇宙才诞生138亿年,但空间本身的超光速膨胀使得可观测宇宙的直径高达920亿光年。