宇宙大爆炸膨胀的速度超过了光速吗
光速的确是第一宇宙速度中的“极限速度”,但是宇宙膨胀不适用于第一宇宙速度,所有这种膨胀比光速还要快。经常阅读各种科普平台文章的朋友可能会知道:在近代提出的狭义相对论中,只要物体的速度达到光速,那么一切将会发生一种天翻地覆的改变。换而言之,我们影视剧中看到的那些“星际穿越”“时空穿梭”,都不再是不可能。光速的速度可以说是非常快了,那么宇宙的膨胀速度,有没有可能比光速还快呢?
首先,在第一宇宙速度中,光速的确是速度的极限。我们都知道,物体达到光速的时候,就不再是“速度”意义上的改变了,而是一种“质变”。所以在狭义相对论中,光速的速度,就代表着物体运动速度的极限,在这样的条件下,我们传统物理学所适用的一些定律都会不再存在:比如说,速度和速度是可以叠加的,但是对光速而言,这不适用。你用光速的速度向前行进,扔出一块石头,也不会是超光速。
但是宇宙膨胀,不适用于第一宇宙速度。所谓的第一宇宙速度,其实一个理想状态。虽然说宇宙膨胀的速度大于光速,但是我们不能说狭义相对论错了:因为“光速”是物体运动速度的极限,是建立在空间没有改变的情况下的。没错,在宇宙膨胀的时候,空间会不断的扩大,既然空间改变了,那么光速“不可逾越”的定理就不再适用。据目前科学家的推测来看,宇宙膨胀的速度是远远超出光速的,正是因为这种现象,我们最近才在研发一种新科技“曲率引擎”,它就是通过空间的压缩膨胀来提升速度。
综上所述,宇宙的膨胀速度的确可以超过光速。
相对论说的不能超越光速,其实指的是在空间中信息的传播速度不能超越光速,但是这和空间本身膨胀超越光速没有任何矛盾。
其实因为宇宙膨胀,离我们越远的天体退行速度越快,有的天体的确是在超光速,我们永远也看不见他们。
“大爆炸宇宙论”认为:宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。1927年,比利时天主教神父勒梅特(Georges Lemaître)首次提出了宇宙大爆炸假说。1929年,美国天文学家哈勃根据假说提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律,并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。
除此之外,宇宙膨胀的速度相对于地球来说并不是固定值,哈勃常数最新的修正值是67.80±0.77(km/s)/Mpc, 也就是每百万秒差距(每326万光年)宇宙膨胀的速度是每秒68公里左右
因为宇宙膨胀是全空间的膨胀,如同吹气球那样,地球如果是气球上的一个点,那么其他的点在吹气球的过程中,必然是离得越近,远离的速度越慢,离得越远,远离速度越快
根据哈勃常数就可以知道,如果是离地球326万光年的地方,因为宇宙膨胀而远离地球的速度是每秒68公里,那么如果是离地球3260光年的地方(10百万秒差距),因为宇宙膨胀而远离地球的速度就达到每秒680公里
依次类推进行计算,你会发现离地球143亿光年远的地方,因为宇宙膨胀而远离地球的速度会达到光速——那也恰好是宇宙诞生的光线传到地球所需要的时间