宇宙大小与速度,宇宙速度的大小公式

首页 > 教育 > 作者:YD1662024-05-28 12:52:09

宇宙中的任何事物如果要在太空中穿梭都需要一定的时间。即使是用光速——我们所知道的最快的速度——前行,由于太阳系的广阔性,由太阳散发出的光依然需要超过八分钟才能到达地球。但是即使是最快的事物,怎么能对抗人类可以想象到的最遥远的地点呢?回答这类问题就是Unveiled产生的意义。如今我们在回答的是另一个特别的问题:光到达宇宙的边缘需要多长时间?你对宇宙的事实着迷吗?你是否保持着绵延不断的好奇?


宇宙大小与速度,宇宙速度的大小公式(1)


光速不仅仅是我们所知道的宇宙中最快的速度——它也是通用速度的极限。根据爱因斯坦的方程式,物质不能超过光速。速度极限可以精确到每秒299,792,458米(或者每秒约186,000英里),正因为如此,我们的太空旅行受到了严重的限制。即使以光速的99%(物质可以达到的最高速)前行,要到达遥远的星系依旧需要数年或数十年。科学,特别是量子物理学,确实提供了一些潜在的解决方法……量子纠缠似乎绕过了光速,因为两个粒子似乎可以立即在遥远的距离上进行通信。但是其中仍有许多未知,并且一些研究人员认为,量子纠缠并没有真正地打破光速,因为奇怪的是,纠缠粒子之间并没有传递真实的信息。


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所以今天我们将在更传统的光速理解中展开。光速已定,但宇宙的大小绝不是静态的。回到20世纪90年代,科学家对于发现宇宙正在膨胀而感到震惊。他们观察到,到达地球的星系光被红移了,这意味着它们正在高速远离我们。最近哈勃望远镜的测量结果让这个问题变得更加扑朔迷离,研究表明,宇宙不仅肯定在膨胀,而且它的膨胀速度也在加快。不仅如此,它的扩张速度也比之前认为的要快的多。事实上,如今的研究甚至表明,我们可能需要全新的物理学来帮助我们理解宇宙的这种表现。

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然而,就今天的问题,问题在于:如果宇宙一直在膨胀中,那么它的边缘在哪里呢?让我们从可观测的宇宙开始,因为根据定义,它有一个可定义的边缘。从宇宙大爆炸到距今为止约为140亿年,在如此长的时间中,只有光可以穿越浩瀚的星空到达我们这里。在考虑宇宙以恒定速率膨胀的过程中,光开始朝着我们的方向旅行,我们能观测到的最远的星体为可观测宇宙的边缘,约为距离地球470亿光年的距离。所以如果我们仅仅是想要知道光从可观测宇宙的边缘到达地球需多长时间,那么答案就是470亿年,这同样也是目前人类所已知的最远的光到达地球的时间。

可是,问题是可观测宇宙的边缘并不是整个宇宙的边缘。我们知道宇宙还有大量的空间是我们目前无法观测的,而这只是因为光没有足够的时间旅行到达地球。所以,到底宇宙的边缘在哪里呢?这个问题由于各种各样的原因,回答这个问题比这个问题看起来要复杂得多。在各种原因中,占主要地位的是,我们甚至不知道我们的宇宙是否有边缘。当我们站在地球上仰望星空时,那感觉像是全宇宙的光都向着我们涌来,而我们就处在这整个宇宙的正中心。


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