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為什麼說我們不可能會看到現在的宇宙?

5月
16
2019

2019年5月16日02時 今日科學 宇宙接觸

宇宙接觸

我們所看到的一切都不是當前時刻的,而是過去時間的。因為光的傳播速度是有限的,一切事物所發出的光或者反射的光,都需要一定的時間才會進入我們的眼睛,我們不可能會看到現在的宇宙。

宇宙中的天體都離我們非常遙遠,尤其是那些太陽系外的天體,它們與地球的距離至少有數光年,遠的可達上萬光年。雖然光年是表示長度的單位,但是它也能體現出時間的屬性,因為1光年表示光在真空中走1年的距離。因此,如果有個天體距離地球100光年,那麼,它所發出的光需要100年的時間才會抵達地球,所以我們所觀測到的其實是100年前的天體。

舉個例子,北斗七星中的瑤光位於104光年之外,所以我們所觀測到是104年前的瑤光,這顆恆星在104年前發出的光目前剛剛到達地球。但我們無法看到現在的瑤光,因為它目前發出的光還在前往地球的路上。就連我們所看到的太陽也不是當前時刻的,而是8.3分鐘之前的。

而對於銀河系外的星系,它們的距離則就更遠,我們看到的是更久遠之前的宇宙。例如,仙女座星系在254萬光年之外,這意味著我們的眼睛所接收到的光是仙女座星系在254萬年前發出的,所以我們所觀測到的是254萬年前的仙女座星系的景象。

另外,可觀測宇宙半徑的測量結果為465億光年,這是否意味著我們接收到了465億年前的光?難道宇宙的年齡至少有465億年嗎?

其實不然。根據目前的測量結果,宇宙的年齡並沒有達到了465億年,而是只有138億年。至於原因,這與宇宙空間的膨脹有關。

宇宙空間的結構在持續擴張,這導致空間中的一切天體都在互相遠離。並且隨著空間膨脹的加速,天體之間的遠離速度也在增加。不過,在小尺度下,由於引力的束縛,星系和星系團結構得以維持住。而在大尺度下,星系之間以極高的速度互相遠離。

在膨脹的宇宙中,如果一個星系與銀河系目前的距離為100億光年,那麼,該星系所發出的光經過100億年的傳播並不能到達銀河系,因為兩個星系之間的空間在膨脹,所以導致光需要行進超過100億光年才能抵達我們這裡,所需的時間就會超過100億年。

由於宇宙的存在時間只有138億年,宇宙在大約38萬年的時候有了第一縷光,所以光在宇宙中走過的最遠距離也就是138億光年。不過,由於空間膨脹,當年第一縷光的輻射地目前已經距離我們465億光年。

在目前的宇宙中,空間加速膨脹迫使相距超過140億光年的星系以超光速在互相退行。這意味著目前距離我們超過140億光年的星系,我們今後再也無法觀測到,因為那些星系發出的光追不上正在超光速退行的銀河系。


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