我們的宇宙為930億光年,如果乘飛船飛過930億光年之後會發生什麼?
飛過930億光年距離還會在宇宙中,既沒有回到原點,也沒有走到邊界。
可觀測宇宙直徑930億光年是基於宇宙爆炸論的標準模型測算出來的,只是人類可能可以觀測到的直徑,並不是人類真正已經看到的直徑。
而且這個宇宙是有視界的,大爆炸一段時間宇宙是不透明的,光子都無法逃逸,所以我們看不到;宇宙依然在高速膨脹,甚至超過光速,那些以超光速遠離我們的星系光線將不會到達我們的視野。這兩個部分就是我們無法觀測到的宇宙。
因此真實的宇宙到底有多大,是比可觀測宇宙大多少,還是更小,現在沒有理論能夠解答。我們現在就假定宇宙就是可觀測宇宙這麼大來回答這個問題。
從目前科學界給出的理論認為,宇宙沒有中心,我們無論在哪裡觀測,看起來都是中心,各個方向的星系都是以同樣的速度正在遠離我們,這就是宇宙各向同性原理。
在愛因斯坦狹義相對論中,已經明確了凡有靜止質量的物體都不可能達到光速。為了回答本題題意,只能假定飛船以光速前進,走了930億年,看起來似乎是走完了這個宇宙的直徑,但實際上不可以這樣理解。
宇宙的直徑930億光年。因為宇宙是個球體,這個球體的周長就遠遠不止930億光年了。而且我們不管向那個方向飛,這個半徑都是465億光年。
我們假定是直線飛行,飛的路線實際上是在宇宙的球面上。這樣飛了930億光年,已經飛出了宇宙半徑指向的那個點,但遠遠還沒有飛完一圈,甚至半圈都沒有飛完。這個大家可以按照半徑與周長的公式一算就知道了。
所以時空通訊在開始時說,飛了930億光年距離,既沒有飛回原點,也沒有走出宇宙邊緣。
那為什麼不能走出宇宙邊緣呢?因為大爆炸宇宙理論模型認為宇宙是有界無邊的。大爆炸理論認為,宇宙起源於一個無限小的奇點,這個奇點時空曲率無限大,體積無限小,熱量無限高,密度無限大。
這四個無限就是宇宙的奇妙之處。大爆炸前,沒有宇宙也沒有時空,大爆炸後時空物質三位一體,同時出現了。時空不斷擴張到現在,就成了現在930億光年可視直徑的宇宙。
但奇點的性質依然沒有變,只不過是體積變大了,所有時空都包裹在這個宇宙中,任何宇宙中的事物都無法飛出這個宇宙。
所以宇宙看起來是一個球,有界限,但宇宙內的事物卻永遠也找不到邊緣,永遠也突破不了這個時空。
這很像我們在地球上行走,你站在任何地方為起點,看起來都是地球的中心,四面八方都是地平線。你朝一個方向走,直線一直走,逢山開道,遇水搭橋,飄洋過海一直走,最終還是走回原點,永遠也走不出地球。
當然你可以說我坐飛機可以離開地球,但並沒有離開地球的引力,你只能圍繞著地球飛,最終飛回原點。
你還可以說我乘坐飛船,以第二宇宙速度每秒11.2公里就可以突破地球引力,飛出地球飛往外星球。
那是因為地球的時空曲率(引力)相比宇宙根本就是負略不計,很小很小。宇宙邊緣的時空曲率無限大,你乘坐再快的飛船也只能像在地球上行走,就是這樣。
或許有人會說,宇宙的時空曲率能夠用光速來突破,只要突破光速,就可以飛出宇宙。但這個理論還沒有出生。根據愛因斯坦相對論,任何有質量的物體都無法達到光速,更別說突破光速了。你要變得沒有質量,那還是人嗎?
在黑洞中,光也被鎖死無法逃逸,說明黑洞曲率無限大,逃逸速度大於光速,大多少誰知道?宇宙即使與黑洞曲率相同,現存事物也沒有任何能逃脫的希望。
所以,你即使能夠有非常非常快的宇宙飛船,世世代代萬億年不停的飛,也只能在這個宇宙中打轉轉。
這就是題目假定乘飛船飛930億光年距離會發生的結果,即使飛9300億光年距離還是這樣。
時空通訊的觀點在此,歡迎討論和點評。
時空通訊原創作品,已經授權「維權騎士」版權保護,侵權必究。不是宇宙為930億光年……這都什麼表述。
可觀測的宇宙距離是930億光年,之所以說是可觀測到的,是從地球為原點觀測半徑為460億光年左右的空間。
現在普遍認為宇宙誕生於138億年以前,一場驚人的大爆炸開闢了宇宙。
假設爆炸之初那道光從距離地球所在位置138億光年的位置開始走,按理來說經過138億年正好抵達地球,那可觀測宇宙應該是139億光年吧?不過這個還沒有計算宇宙膨脹。
這些個數字是通過觀測+建模推導(也就是ACDM模型),換成人話就是,觀測可知宇宙從早期到現在膨脹多少倍,以及宇宙在這個期間的膨脹速度,就可以算出膨脹了多久,這個就是我們怎麼算出138億年。再結合膨脹速度,算出現在多大了,也就是半徑460億光年左右,那麼直徑就是930億光年。
至於過程……是一堆數學公式,講了會很暈,先說結論。
總之,因為我們觀測可得的範圍是460億光年,往單一方向開飛船,且飛船不會炸不用拐能量用不完,人也不死不滅,也不可能瞬移到930億光年外啦,要這樣,問題還不如問「930億光年外的宇宙是什麼樣的」。那如果我們就愣愣的飛,科學的來說,可能會發生什麼呢?
宇宙仍處於膨脹,有沒有一種可能,我們的飛船趕上了膨脹速度,最終在930億光年處看到宇宙的過去呢?這個算起來簡單。
2016年直接測量得到的膨脹速率為73.24±1.74km/s/Mpc,Mpc叫做百萬秒差距,秒差距也是一個宇宙距離尺度,用於測量太陽系意外的天體的長度單位。1pc=3.0857*10^13km,1Mpc=3.0857*10^19km。所以用最傻瓜的方式算出膨脹速度為73.24(±1.74)*3.0857*10^19km/s=???……
總之就是宇宙邊際擴張的很鬼快,而且離我們越遠的位置越快。如果駕著飛船,就我們這速度,到了930億光年外的時候,你所看到的還是這個混沌的宇宙。
一圖理解↓
附加一個腦洞:
如果我們瞬移到宇宙邊界,那我們會看到什麼?可能還是宇宙,那說明我們所得出的結論還不夠精確乃至是錯誤的。也可能我們看到另一個次元甚至維度的地方,我們會發現在那裡,宇宙成了「一個平面」,我們抬頭能看到另一個區域,但沒有用我們到不了。
當然啦~這也只是個腦洞,未知最迷人的不就是各種可能。
首先可以和大家說明的是,137億年是宇宙的年齡,而465億光年是宇宙的半徑,960億光年是直徑,其中包括大爆炸的5光年。在回答問題之前首先回答一些大家對930億光年數字的疑問。這個數字怎麼得出的呢?
如何測量宇宙的大小和年齡呢?有以下這麼幾种放大。
1.科學家通過遙遠星系的造父星變數來觀測宇宙的年齡和大小。造父星是一種特殊的變星,其亮度變化非常穩定且可預測。這些變化的周期取決於恆星的物理性質,如它們的質量和真正的亮度。這意味著天文學家,只要觀察他們的光的可變性,就可以了解到造父星的物理性質,然後可以非常有效地用來確定它們的距離。接下來天文學家們利用哈勃望遠鏡觀測了造父類天體,然後,造父星被用作對超新星進行距離測量的基礎理論,而超新星又給出了宇宙規模的測量方法。因為天文學家能夠相對容易地測量出造父星的亮度變化和脈衝變化,所以他們可以預測這顆恆星有多明亮。然後,通過觀察它對我們的實際亮度,他們可以計算出它到我們這裡有多遠。
2.如果救護車或警車鳴響警笛在街上經過時,警笛聲似乎很高,然後,當它從你身邊走過離開的時候,它的聲音會逐漸減弱。這其實就是多普勒效應,也就是科學家利用最多的一個方法:紅移。同樣的事情發生在光波上,影響就要小得多。我們可以通過分析來自遙遠物體的光譜來檢測這種變化。這個光譜中會有暗線,因為某些特定的顏色被光源內部和周圍的元素吸收-例如,恆星表面。物體離我們越遠,就越接近光譜的紅端,這些線就會被移動。這不僅是因為物體離我們很遠,而且是因為隨著時間的推移,它們實際上正在離我們更遠。星系離我們越快,一定越,當我們在地球上分析它的時候,它的光就會越紅。同樣,是埃德溫·哈勃發現,他在遙遠星系中的造父星與這些星系發出的光被紅移的程度成正比。因為這是我們探測到的最古老的光,這也為我們測量宇宙本身的年齡和大小。下面就來說一下提問的問題,其實這個問題我認為說是一個哲學問題更為合適,因為我們現在到不了哪裡,沒有證據,沒有數據,甚至我們看不到宇宙邊緣。不過現在有很多證據表明平行宇宙存在。
也許你在突破宇宙的時候,你會發現你面前的世界是一片虛無,什麼都沒有,也許有一些超大質量黑洞,甚至有可能有白洞等等。你很茫然,這是哪裡?前面有什麼?突然間,前方有一道很強的亮光。你很驚訝,這是什麼呢?不會是大爆炸吧。在周圍一看,有很多這樣的亮光。你飛行過去一看,它是另一個宇宙,怎麼和我出來的宇宙這麼相似呢?在這個宇宙中你會發現另一個地球,另一個自己。哈哈哈。要知道,你我的思想可以突破宇宙,我想讓它外面是什麼,就是什麼。不過我覺得還是平行宇宙幾率大一些,也可能什麼都沒有。
你可能觸摸到了一個氣泡一樣的東西
你可能看到了另一個宇宙
你可能看到了未來的自己
這就是宇宙,人類的學識難以捉摸
目前,你在地球上能觀測到的宇宙的最遠端,大約930億光年。但宇宙真的是直徑930億光年嗎?這可能只是我們本位主義的觀察角度。
如果航行在宇宙中,以目前的科技手段,你會發現自己所能感知或者推理到的盡頭,就是930億光年。
這就像是在深夜裡的室外,如果只藉助微弱的星光和月光,你可能只能看見自己周圍五米的的範圍,但這只是你在漆黑的夜晚能感知的範圍,並非真的世界盡頭。930億光年可能也不是宇宙盡頭。
順便說一句,根據一些科學家的理解,宇宙是類似地球一樣的邊界類曲面體,所謂曲面體,是一個物理學概念,指由曲面或曲面和平面所圍成的幾何體,曲面立體的投影就是組成曲面立體的曲面和平面的投影的組合。
你站在宇宙的任意點上都會認為自己在宇宙的中心點,這是有道理的。
另外科學家會告訴開始接觸宇宙學的你,一、宇宙年齡有138億年,二、宇宙最大直徑高達930億光年,這是什麼鬼?不是自相矛盾嗎?
在你準備暴揍科學家之前,請冷靜。
以上的這兩個數據其實沒毛病,畢竟宇宙時時刻刻都在加速膨脹,而且膨脹速度很驚人,越來越多的星系在遠離我們。
你可以想像:有一隻昆蟲,爬在一個不斷快速膨脹的氣球表面,相對於氣球表面的爬行速度是勻速的50px/s。5秒後,它認為自己已經爬了250px,但作為旁觀者的你清楚,站在你的角度,它爬過的這段距離已經超過了250px,因為氣球在迅速膨脹!
同樣道理,代表宇宙年齡的光子,儘管飛行時間是138億年,卻能夠跨過465億光年。都是因為宇宙膨脹造成的!
你如果考慮到宇宙本身可能在持續變大,那麼就出持續新的情況:假設你開著宇宙飛船從地球來到了930億觀念意外的地方,你會發現?很可能,你不會發現什麼宇宙盡頭,你只是發現周圍還是茫茫無邊的宇宙。
首先這裡有一個誤會,宇宙不一定只有930億光年,這個數字只是目前人類,可以觀察到的宇宙空間範圍,可能在930億光年以外,仍然還是無限的宇宙空間,只不過這外面的宇宙和人類的關係不大,因為人類根本就看不見。
當然了,如果未來真的有一天,人類可以在宇宙中穿梭的話,人類也很難抵達930億光年以外的地方,因為人類的速度太慢了,目前人類最快的速度,也不過每小時26萬公里左右,這個速度去月球倒是沒問題,但要飛越太陽系,銀河系,以及更遠的地方,幾乎是不可能的。
而且你要知道一點,930億光年這個數字意味著什麼,它意味著就是光也要飛930億年,才能抵達那個地方,而我們這個宇宙誕生才多久?所以可能還沒等到你飛到那裡,宇宙就開始毀滅了。
另外人類的速度也不可能有光速那麼快,甚至連十分之一的光速,人類都很難達到,所以想想還是算了吧,930億光年也遙遠了,即使說真的發生了什麼意外,人類可以抵達930億光年以外的地方,可能你看到的還是宇宙。
因為我們的科學研究告訴我們,宇宙目前仍然在膨脹當中,宇宙的範圍仍然在不斷的變大,不過也有另外一種可能性,科學上有一種終極的理論,宇宙既然會膨脹,未來也有可能會收縮,所以當宇宙膨脹到一個極限之後,可能就會迎來大收縮。
所以當人類真的能飛到930億光年以外的地方,很有可能會看到宇宙的邊界,或者說看到一些奇怪的現象,但這種現象應該只是曇花一現,因為隨著宇宙最終的收縮,所有物質都會重新匯聚在一起,人類也會徹底消失。
當然了,我們也不用太過於悲觀,因為宇宙最終的結局,不一定就會收縮,這只是人類的一種假設而已,但有一點是確定的,就是人類幾乎不可能飛到930億光年這個地方,因為速度和時間無法支撐。
那麼唯一的可能性只有一種,就是蟲洞的理論是真的,如果人類真的能發現蟲洞,或者利用蟲洞的話,或許可以走一個捷徑,但蟲洞真的存在么?這還是一個未知數?
按照現在的宇宙模型和理論,如果你飛躍930億光年,可能會導致三種結果:
1.你發現你在繞圈圈一種學說人為宇宙有界無邊,就像二維的一個球面一樣,你在球面上繞著某一個方向一直走,就會回到原點。二維的球面就是有大小,但是沒有邊際的一個東西。
由此推倒到四維時空,有科學家認為我們的宇宙只不過是一個四維球的球面而已,這個球面是三維的,所以,我們的宇宙也是有大小,卻沒有邊際。現在的可見宇宙為930億光年,只是人們結合光子特性和宇宙膨脹模型計算出來的理論值而已(如果你利用引力波或者中微子計算,理論可觀測宇宙會更大),宇宙實際大小有可能比這個小,也有可能比這個大。如果宇宙是一個三維球面,且直徑小於930億光年,你真的會發現自己不過是繞圈圈而已。
2.進入未知之地上面說了,現在的宇宙可觀測大小是930億光年,在考慮到宇宙加速膨脹的情況,結合宇宙產生的時間,推測目前的宇宙實際大小很可能是大於930億光年的,甚至有些部位的膨脹速度遠遠超過光速,這些地方的星體,其發射的星光永遠也到不了地球,我們也永遠無法觀測它們。但是,如果你飛躍到了930億光年處,或許你有機會看一看。而你也進入了人類觀測的禁區(未知之地),或許會發現一些有趣的事情呢?比如找到外星人?看到另一個太陽系?
3.飛出宇宙假如宇宙大爆炸模型並不全對,宇宙更本就沒有人們想像的那麼大,其直徑也沒930億光年。那麼,如果你有本事飛到930億光年處,無疑你已經飛躍了宇宙,進入到了神奇的宇宙之外。
這時候你可能發現所處的地方虛無一片,沒有任何東西,沒有光、沒有聲音、什麼都沒有,就像把你關在一個漆黑的屋子裡一樣 。
也有可能你發現宇宙之外還有其它宇宙,有稀奇古怪的生物。
也可能你發現我們的黑洞就鏈接在這個宇宙之外的地方,其吸收的物質都排到此處。
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總之,誰也沒到過如此遠的距離,如果真的有一天可以進行遠距離星際旅行,我想,絕對是一件刺激的事情!
930億光年其實是以地球為中心,所能觀測到的宇宙直徑。宇宙最初從奇點開始,經過138億年的空間擴張,我們當前在地球上接收到最早的光的發源地現在已經距離我們465億光年,這就是所謂的可觀測宇宙。由於宇宙的膨脹其實是整個空間在均勻擴大,所以無論在宇宙中的哪個點看來,比如現在距離地球100億光年的地方,它們都是宇宙的中心,並且它們的可觀測範圍也是465億光年。因此,在我們的可觀測宇宙之外,還有更為廣闊的宇宙,我們的可觀測宇宙只是它的一部分。
但即便我們可以乘坐飛船飛過465億光年的距離(即目前可觀測宇宙半徑),或者就按題主講得,飛過930億光年的距離,我們仍然不可能追上現在距離我們465億光年的物體。事實上,我們就連目前距離我們140億光年之外的物體都永遠也追不上。這究竟是為什麼呢?
原因就在於宇宙膨脹。由於空間擴張,這會使得宇宙中物體之間的距離越變越遠,尤其是本身就距離很遠的物體。如果兩個物體之間的距離比140億光年還遠,那麼,它們之間的空間變大會導致它們超光速遠離對方。假設我們乘著飛船飛向現在距離我們140億光年的物體,等到我們經過漫長的時間後飛行了140億光年的距離,當年的物體早已遠去,我們不可能會追上它們。同樣地,即便我們飛行了465億光年,哪怕是930億光年的距離,都不可能追上現在已經距離我們大於140億光年的物體。除非宇宙發生坍縮,或者我們可以利用蟲洞實現空間轉移。
答:930億光年指的是相對於地球上的可觀測宇宙直徑,有很可能930億年之外,還是正常的宇宙,最後還會回到我們出發的原地。
宇宙大爆炸模型表明,我們宇宙是均勻膨脹的,也就是在我們三維空間中,並不存在膨脹中心,任何觀察者所在位置,都是他觀察到的膨脹中心,離他越遠的遠離速度越快。
這或許暗示著,我們宇宙還有更高維度的空間,因為只有三維空間的話,三維空間膨脹必定存在一個膨脹中心。
好比一個二維的氣球表面,氣球均勻地膨脹,對於球面上任意一點都是膨脹中心,然而在更高的三維中觀察,就存在一個三維氣球的中心,氣球其實是圍繞著這個中心膨脹的。
但是這個中心點並不在氣球表面,所以氣球表面的觀察者來說,根本看不到這個膨脹中心,就如我們在三維中觀察宇宙膨脹一樣。
同樣的類比,我們可以把膨脹的三維宇宙,看做是更高維度下的投影而已。
所以超過930億光年的地方,或許還是我們的宇宙,如果擁有足夠快的速度,超過可觀測宇宙之後,你還會回到出發點,在三維宇宙中,並不會遇到什麼堅不可摧的屏障,唯一的屏障就是「緯度的突破」。
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我們的宇宙並不是930億光年,而是目前觀測到的宇宙直徑是930億光年,宇宙還在不斷的膨脹之中我們現在所說的930億光年宇宙,其實人類就是以地球為中心,觀測到的半徑為465億光年的一個球形空間,我們目前為止在地球上看到最遠的光已經離我們有465億光年了但是這只是我們看到的最遠的光,宇宙是一直在膨脹的。
如果說我們現在真的有飛船可以飛到目前可觀測宇宙的邊界,那麼這艘飛船上的人會發現所處的仍然是無盡太空,和之前的太空並無什麼區別,不會存在說飛船飛到了宇宙的邊界的情況的,因為按照目前的理論我們的宇宙是一個有界無邊模型,就好像在地球上一樣,地球雖然有界但是沒有邊緣,你永遠無法到達地球的邊緣,只是圍繞著地球走了一圈而已。
假如你現在瞄準了一顆465億光年外的恆星,那麼當你以近似光速的速度到達465億光年外的時候,你其實並沒有達到當時定下目標的那顆恆星。因為宇宙的膨脹速度是超光速的,所以就算你開著光速飛船也是趕不上空間膨脹速度的,所以說如果當你開飛船跨越930億光年的漫漫航程之後,看到的並不是930億光年之外的景色。
因為宇宙的膨脹速度比你的飛船速度要快的多,所以不論你飛多遠的距離你也還是在宇宙中我們的宇宙為930億光年,如果乘飛船飛過930億光年之後會發生什麼?
《星際之門-宇宙》里那艘「命運號」的終極目標就是去探索宇宙盡頭,最後一集是「命運號」全體船員休眠、設備調整到最低能耗準備跨越一個比牧夫座空洞還要大的「宇宙沙漠」,結局留給了我們無限的遐想...可惜已經沒有續集了,再也不會有宇宙盡頭讓我們普通大眾欣賞了,只是天文學家語言的描述...總覺得他們在忽悠!
回到主題,當我們跨越930億光年的距離,來到想像中的宇宙盡頭時,那邊景象完全能讓你驚掉下巴.....您可能只是到達了出發時在134億光年外看到的星系.....這是玩我嗎?其實完全不是,且聽我簡單分析下:
我們現在的宇宙正在加速膨脹,根據哈勃常數計算的結果,宇宙在134億光年外即正以超過光的速度在膨脹中....即使飛船以光速飛行,也追不到正在超過光速膨脹的宇宙,因此您只能追到134億光年處的位置,當然看到這樣的天體前提是這些天體還活著......
您肯定很好奇為什麼930億光年大的宇宙,為什麼只到了134億光年外的天體位置....因為我們看到的是134億年前的天體,但宇宙在這134億年里並非什麼事都沒幹,它一直在膨脹.....所以您想清楚了嗎?
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