科学|宇宙的年龄是138亿年,为什么可观测宇宙的直径却达到930亿光年?


【科学|宇宙的年龄是138亿年,为什么可观测宇宙的直径却达到930亿光年?】
科学|宇宙的年龄是138亿年,为什么可观测宇宙的直径却达到930亿光年?
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宇宙现在的可观测直径达到了930亿光年 , 但是谁能想象的到当初的宇宙是来自一个密度无限大 , 热量无限大 , 温度无限高 , 压力无限大 , 时空曲率无限大 , 体积无限小的“奇点” 。 到目前宇宙的年龄是138亿岁 。
第一批恒星的年龄大约是在宇宙出现后的4亿年 , 但是由于第一批恒星不含重元素 , 而且质量巨大 , 所以寿命很短 。 后来测定了一颗年龄相对古老的恒星 , 估算年龄大约在130-139亿岁 , 这颗恒星含有少量的重元素 , 所以不是宇宙的第一批恒星 , 那表明宇宙的年龄肯定要比这颗恒星的年龄大上4亿岁以上 , 这就估算出宇宙的年龄大约是135亿岁 。

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当然 , 这只是估算 , 随着人类的发展 , 较为准确的测量是根据哈勃常数结合ΛCDM模型来计算宇宙年龄的 。 哈勃定律中 , 星系的退行速度V和星系与银河系的距离D成正比例关系:v=H0·D(H0表示哈勃常数 , 哈勃常数也就是宇宙膨胀速度为67.8公里/秒/百万秒差距) 。
然后只要测出了两个星系间的退行速度和距离 , 随之就会推算出大爆炸之后两个星系分开之后的时间 , 这个时间就是宇宙的年龄 , 再结合Λ-CDM模型也就是弗里德曼方程 , 先测量出公式中的各项参数 , 最后得出宇宙的年龄是138亿岁 。

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目前可观测宇宙的直径达到了930亿光年 , 宇宙直径也叫哈勃体积 。 现在宇宙的可观测规模约为直径930亿光年 , 这是以地球为中心来计算的 。 宇宙可观测直径是通过共动(共同运动)距离得出来的 , 是宇宙膨胀导致的 , 然后根据宇宙微波背景辐射的红移量求出来的 。

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说到这里 , 肯定有很多人有个疑问 , 那就是宇宙的年龄就才138亿岁 , 那为什么可观测宇宙直径却达到了930亿光年?
目前对于宇宙起源的理论是大爆炸理论 , 哈勃确定了宇宙空间处于膨胀 , 之后宇宙膨胀才变成主流理论 。 宇宙大爆炸之后 , 空间迅就速的膨胀起来 , 这种膨胀效应一直持续到今天 。

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在45亿年前 , 膨胀不仅没有减速 , 反而开始加速膨胀 。 膨胀实际上不是指物质、信息、能量的运动速度 , 而是空间在动 。 就是说星系退行并不是星系在动只是星系之间的距离在变大 。 在爱因斯坦的相对论中 , 真空中的光速是宇宙中物体运动速度的极限 , 任何有静止质量的物体不会超越光速 , 对于空间本身却没有限制 , 所以空间的膨胀速度却没有违反相对论 。

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宇宙的年龄只有138亿岁 , 但是可观测直径达到了930亿光年 , 这只说明了一个道理那就是:
我们的宇宙一直在以超光速膨胀 。 而且宇宙的可观测直径与宇宙的年龄和空间膨胀都是有关系的 , 时间*膨胀速度=直径 , 这就很好的解释了宇宙的年龄是138亿岁 , 为何宇宙的可观测直径就达到了920亿光年 。


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