亞妹的心聲 2020-08-29

【宇宙年齡138億年】

目前對於宇宙演化的主流科學觀點就是奇點大爆炸，人類對於宇宙的認識是一個漸進的過程，在遠古時期大家都認為我們生活的世界就是一個無限的平板，而非是在一個球體的表面，而隨著地心論、日心論的更替，我們的宇宙觀逐漸變化了，從太陽系到銀河系，最後再到本星系群、室女座星系團等等。

但一直以來科學家都認為宇宙是穩態不變並且是無限的，即使愛因斯坦也沒有跳出這樣的思想怪圈。在1916年愛因斯坦把引力加入到自己的理論框架中，從而提出廣義相對論，愛因斯坦應用用廣義相對論場方程，對宇宙演化的問題進行研究驗證。結果出來讓愛因斯坦眉頭緊鎖，宇宙竟然是動態變化的，這個與主流的科學觀點是不相符的，最後愛因斯坦也選擇了權威，接受宇宙是穩態的，同時在自己的場方程中加入了宇宙學常數。

後來哈勃藉助天文臺發現了很多河外星系，它們都在遠離地球，愛因斯坦聽說過後就挺疑惑的，因此親自去哈勃工作的天文臺觀測星系紅移現象，至此宇宙大爆炸理論的首個證據被找到了，因為宇宙的演化是動態變化的，除此之外宇宙背景微波輻射的發現，讓宇宙大爆炸假說更加正統。通古計算哈勃常數，最後可以簡單得到宇宙的年齡，大約在138。2億年前，一個無限緻密、質量無限大、體積無限小的奇點“爆炸”了，宇宙開始演化一直到今天仍舊在不斷的膨脹。

【可觀測宇宙直徑930億光年】

目前的可觀測宇宙直徑930億光年，也就是半徑為465億光年，這是很多人非常疑問的一點，因為宇宙年齡只有138億歲，換言之也就是給了宇宙138億年的膨脹時間，按照最快光速膨脹，宇宙的乾淨也應該只有138億光年，目前來看宇宙膨脹超光速，那這是否違反了愛因斯坦的相對論要求，咱們在後文繼續說明。

實際上930億光年，只是人類目前可以觀測到的宇宙範圍，也就是以地球為核心的一個半徑465光年的球體範圍。但這並不意味著宇宙的真實範圍，只是距離我們465億光年遠外的星系或者物質的光剛剛到達地球被我們看到，而距離更遠的光尚還沒有來到地球。更簡單的來說，可觀測宇宙範圍是和人類能產生因果關係的範圍。

如果換一箇中心可觀測宇宙直徑依然是930億光年，那也就意味著現在的真實宇宙大小遠大於930億光年，科學家預估不可觀測宇宙直徑至少在23萬億光年，這樣來看宇宙的膨脹速度已經遠遠超過光速了。只是宇宙邊緣的光在宇宙超光速的膨脹下，可能要很久很久之後才能到達地球。

【光速最快嗎？】

千萬提到了宇宙膨脹是超光速的，這是目前被認可的超光速案例之一，宇宙中光速並非是最快的，愛因斯坦對於光速的準確描述如下：

如果物體有靜止質量，那麼它的速度永遠無法達到光速，例如光子的靜止質量為零，它的速度就為光速，中微子等質量非常的小，但依然是有質量的，所以即使速度很快但還是無法達到光速；

資訊的傳遞速度無法超過光速，這一點也很好理解，目前資訊最快的傳遞方式就是光速了，例如無線電訊號等。

那麼在不違反上述兩個限制條件的情況下就可以實現超光速，首先宇宙膨脹本質上是膨脹的空間因此可以超光速；而量子力學中研究的量子糾纏，本身也是遠超過光速的存在，但是量子糾纏無法進行資訊傳遞。有的人說潘院士的量子通訊不是在用量子糾纏傳遞資訊嗎？實際上並非如此，量子通訊技術是加密技術，資訊傳遞靠的依然是電磁波；最後一個超光速的案例就是量子隧穿效應了，也是被允許超光速的存在。

【

宇宙大爆炸及發展過程】

目前關於宇宙演化的主流觀點就是宇宙大爆炸，目前已知所有的物質能量，時間和空間都是起源於138億年前的那個奇點。之後宇宙經過減速膨脹到最後加速膨脹，形成了今天這樣規模的宇宙。

受到“大爆炸”這個名詞的影響，很多人理解中宇宙有一箇中心，從這個中心向外輻射，實際上從宇宙膨脹的概念來理解，宇宙中處處都是核心。哈勃定律認為距離我們越遙遠的星系，它的退行速度也就是越快的，宇宙時時刻刻每一點都在膨脹。最開始科學家認為按照牛頓的萬有引力定律，宇宙應該在自身的引力拉扯作用下減速膨脹，這很好理解。

按照大爆炸理論宇宙就像是在做初速度很大但受力和運動方向相反的運動，但是根據科學家的實際觀測表明宇宙正在做加速膨脹，這種實際情況是反常識的。那麼也就意味著宇宙在受到額外的力，來推動著它加速膨脹，同時抵消自身的引力拉扯作用。

最後科學家給這個看不見的手取名為暗能量，它的作用機制比較奇特，表現的是距離越遠斥力的效果越明顯，宇宙最初的演化是減速膨脹的，但是隨著時間的推移，宇宙距離的變大，超過一個臨界點之後最終開始加速膨脹，按照這樣下去宇宙最終會進入大熱寂的狀態，那可能是宇宙的終極命運了。

區濟033 2020-10-30

如果膨脹速度還不能夠超越光速的話，那豈不是光線有一天會穿過宇宙的邊界，這種情況真的無法想象，只有留給科學來解釋了。

科學知識萬能俠 2020-10-28

這是科學家的預測而已，事實是不是也不知道，希望科學研究可以給我們解釋。

技術小輝 2020-10-14

因為宇宙大爆炸的威力很大，造成的衝擊一直在影響宇宙，所以宇宙的膨脹會超光速。