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為何宇宙年齡為137億歲,邊界卻擴張到465億光年以外?

根據目前的研究,宇宙的年齡大約在138億歲。

在以前,科學家們利用愛因斯坦的相對論中光速不可被超越的真理來思考,宇宙的邊界是不可能超過138億光年的。

可是,現在的觀測發現,宇宙的邊界不僅僅突破了138億光年,而且遠遠超過了這個數字,達到了465億光年。

有人對此一定非常有疑問:到底是觀測出錯了還是愛因斯坦出錯了?說好了光速不可被超越,怎麼稀里糊塗光速就被碾壓了?

為何宇宙年齡為137億歲,邊界卻擴張到465億光年以外?

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實際上,這個問題不是這樣來思考的。

首先,我們來明確一下,為何光速不可被超越。這個理論不是科學家信口胡謅的,而是有理論依據的。

愛因斯坦的相對論指出,一個物體的質量不是永恆不變的,它的移動速度越快,它的質量就會越大。而根據牛頓第二定律我們知道,一個物體的加速度和它的質量成反比,和受的力成正比。當這個物體的移動速度越來越大時,它的加速度就會越來越小,小到幾乎為0。而想要讓它繼續加速前進,那就需要更大的力。而隨著它的速度進一步提升,需要的力也就隨之增加。當它無限接近於光速的時候,它的質量就變成了無限大,需要的加速度也變成了無限大。

顯然,這是無法實現的。所以,任何物體,都不可能達到光速。

那麼,為何光可以以光速前進呢?很簡單,因為光的基本結構——光子是沒有質量的。即使加速到了光速,乘以0還是0,所以光子無論怎麼加速都不會增加質量,也就不需要更大的加速度。

回到原來的問題:為何宇宙的膨脹速度不受光速的限制呢?

為何宇宙年齡為137億歲,邊界卻擴張到465億光年以外?

實際上,宇宙的邊界膨脹到465億光年以外,說到底指的是宇宙空間的膨脹。空間這種東西,我們很難說清它的本質究竟是什麼。

我們認為它是虛無的東西,或許在更高的維度看空間,又是另一種物質。

不管怎麼說,在三維的世界,按照人類目前的研究,空間基本上就是一種虛空的存在,不具備實體,更沒有什麼質量。因此,從理論上來說,空間的膨脹速度不受光速限制也是可以理解的。

而實際上也的確如此,空間和光速本身並不相關。

那麼,空間可以超過光速延伸到465億光年以外,為何天體也能呢?它們是具備質量的啊!

的確,空間眼神那麼遠可以理解,天體怎麼也出現在幾百億光年以外呢?

為何宇宙年齡為137億歲,邊界卻擴張到465億光年以外?

實際上,這不是它們本身超過了光速,而是它們處在宇宙的空間里,隨著空間移動到那麼遠的。就好像一個人在水池裡跑步,可能每秒只能前進50厘米。但是考慮到水池所在的空間——地球正在以每秒30公里的速度圍繞太陽公轉,所以在太陽系範圍內,這個人的速度達到了每秒30公里。

另外,很多所謂幾百億光年以外的天體,它們或許在形成的時候,就已經在宇宙邊緣了。在宇宙大爆炸初期,暴漲時期,它們就被「崩」到宇宙邊緣,然後在宇宙邊緣誕生、演化、發展,所以今天出現在幾百億光年之外。

總之,宇宙的膨脹速度超過光速或者天體在宇宙邊緣的事實,都沒有破壞愛因斯坦關於光速不可被超越的理論。這個理論究竟是否是真理,光速到底能否被超越,或許只有時間能給出答案。又或者,只有從更高的維度審視這個宇宙,才能得到答案了。

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