宇宙膨胀的速度竟然比光还快!科学家通过无数次观察,证实宇宙从大爆炸那一刻起,就在以超乎想象的速度扩张。两个点离得越远,它们互相远离的速度就越快,甚至能超过光速。
这听起来是不是有点颠覆常识?爱因斯坦不是说没什么能比光快吗?其实没矛盾。相对论讲的是物体在空间里移动不能超光速,但空间本身膨胀可没这个限制。空间就像一块拉伸的橡皮布,上面画的点会越拉越远,速度完全可能超过光。
20世纪20年代,天文学家哈勃盯着夜空看了好久,发现一个惊人的事实:越远的星系,跑得越快。他观测的那些遥远星系,像是被一股无形的力量推着,飞速远离我们。如果我们想象一个点以光速远离,周围同样距离的点也会以光速跑开,这些点连起来就像一个大球,科学家管它叫“哈勃球”。
哈勃球外的东西都在以超光速远离我们。按理说,它们发出的光永远追不上我们,我们应该啥也看不到。但事实没这么简单!宇宙的膨胀不是一成不变的,它还在加速。哈勃球的边界也在不断扩大,扩大的速度甚至比光跑得还快。
这就有了个神奇的现象。某个遥远的星系,虽然它在超光速远离,但它发出的光如果进入了哈勃球,就能慢慢追上我们。就像你在跑步机上跑,地面在快速后退,但你扔出去的一个球还是有可能被前面的人接住。最终,我们就能看到那些远得离谱的星系。
更震撼的是,我们现在看到的宇宙光子,有些来自50亿年前的宇宙。那些光子的起点,现在都在以超光速远离我们。它们发光时,早就跑出了哈勃球,但光线还是顽强地钻进了我们的视野。这说明啥?我们能看到的宇宙,比我们想的要大得多!
科学家算了算,我们能看到的宇宙半径大约是450亿光年。450亿光年!这数字听起来就让人头晕。137亿年前,宇宙刚从一个叫“奇点”的超级小点炸开时,所有东西都挤在一起。现在,这些东西已经散布在这么大的空间里。
如果宇宙是有限的,那它从奇点炸开,膨胀到现在450亿光年的范围,逻辑上没毛病。但如果宇宙是无限大的呢?那就更有意思了。无限大的宇宙,压根不需要往“外面”扩张,它就在自己内部越拉越大。就像一个永远装不满的口袋,东西再多也撑不破。
这种无限的概念,听着是不是有点烧脑?但它也让人觉得宇宙特别神奇。无论有限还是无限,宇宙都在用自己的方式“生长”。我们站在地球上,看着满天星光,其实是在看一场137亿年的大戏,每一道光都是从遥远的过去穿越来的。
数据也挺震撼。科学家说,可视宇宙里有2万亿个星系,每个星系平均有1000亿颗恒星。这么多星星,发出光,穿过亿万光年,最终被我们看到,感觉就像宇宙在跟我们讲它的故事。中国科学家也在研究这些问题,比如用FAST射电望远镜捕捉宇宙深处的信号,为揭开宇宙膨胀的秘密出一份力。
说到这儿,宇宙膨胀的奥秘还不止这些。我们看到的450亿光年,只是“可视宇宙”。更远的地方,可能还有无数星系,只是光还没来得及到我们这儿。宇宙的边界在哪儿?没人知道。或许它根本没边界,永远在扩张,永远有新故事等着我们。
这事让人忍不住想:我们在这浩瀚宇宙里,到底算啥?地球只是个小点,人类的历史更是眨眼工夫。但我们能抬头看星星,研究宇宙的秘密,这本身就挺了不起。中国天文学家们也在全球舞台上发光发热,用一颗颗望远镜,帮我们离宇宙的真相更近一步。你们觉得,宇宙的尽头会是什么样?