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宇宙大爆炸的膨胀速度超过了光速吗?
暴涨假说认为极早期宇宙曾经出现过超光速暴涨,以至于抹平了局部上所有的不均匀 除此之外,宇宙膨胀的速度相对于地球来说并不是固定值,哈勃常数最新的修正值是67.80±0.77(km/s)/Mpc, 也就是每百万秒差距(每326万光年)宇宙膨胀的速度是每秒68公里左右 因为宇宙膨胀是全空间的膨胀,如同吹气球那样,地球如果是气球上的一个点,那么其他的点在吹气球的过程中,必然是离得越近,远离的速度越慢,离得越远,远离速度越快 根据哈勃常数就可以知道,如果是离地球326万光年的地方,因为宇宙膨胀而远离地球的速度是每秒68公里,那么如果是离地球3260光年的地方(10百万秒差距),因为宇宙膨胀而远离地球的速度就达到每秒680公里依次类推进行计算,你会发现离地球143亿光年远的地方,因为宇宙膨胀而远离地球的速度会达到光速——那也恰好是宇宙诞生的光线传到地球所需要的时间
宇宙一直在膨胀,它膨胀的速度有多快?
宇宙膨胀现象,由埃德温·哈勃在20世纪20年代发现,揭示宇宙远非仅包含银河系,而是包含着众多星系,其中大部分星系因多普勒效应呈现红移,表明它们正以惊人速度远离我们。
计算宇宙膨胀速度,当前估计值为每百万秒差距每秒73公里。
百万秒差距是天文学中用于衡量距离的单位,1百万秒差距等于326万光年。
此数值代表,每一百万秒差距的距离,宇宙膨胀73公里。
要计算遥远星系的距离,天文学家采用标准烛光法。
标准烛光是亮度变化规律明确的物体,如变星和1A型超新星,它们的绝对星等可以计算,从而估算距离。
1A型超新星,因其质量上限相同,释放能量一致,成为计算宇宙膨胀率的有力工具。
近年,天文学家使用巨型椭圆星系整体亮度来计算距离,进而推断宇宙膨胀速度。
这种方法通过了解特定恒星亮度,计算出椭圆星系绝对大小,从而计算距离。
利用此法,天文学家证实宇宙膨胀速度约为每百万秒差距每秒73公里。
宇宙膨胀原因至今仍是谜团。
自大爆炸以来,空间持续膨胀。
最初,膨胀速度预计将逐渐减缓直至停止,然而,20世纪90年代末发现膨胀速度在加快。
这表明,空间本身必须被暗能量所饱和,导致其膨胀加速。
暗能量占宇宙物质的68%,其本质和特性仍未知,是现代物理学和天文学的一大未解之谜。
宇宙膨胀速度
宇宙膨胀速度是每326万光年70公里每秒。
美国天文学家哈勃在观察遥远星系的时候,发现了一个现象。
在地球上看离我们遥远的星系,会发现都在以相同的径向方式远离地球。
也就是说在和地球之间的连线上,在高速后退,而且退行速度随着距离越远越快。
这是因为宇宙空间在膨胀,这个膨胀速度是每326万光年70公里每秒。
宇宙膨胀速度的计算历史
宇宙膨胀速度计算就是根据哈勃定律进行的。
前面说了,哈勃定律里面有几个代数,V代表总速度,H代表哈勃常数,D代表实际距离。
根据这个公式,首先要知道哈勃常数,才有可能代入数据进行计算。
为了得到一个准确的哈勃常数,几十年来,许多天文学家想方设法进行了大量的测量工作,得到几个具有代表意义的数据:2006年,马歇尔太空飞行中心利用钱卓X射线望远镜得到的结果是77km/s,误差约15%。
2009年,NASA(美国宇航局简称)根据la超新星测量得到的结果为74.2±3.6km/s;2013年,欧空局根据普朗克卫星测量得出的结果为67.8±0.77km/s;2019年,德国科学家利用引力透镜效应得出的结果为82.4km/s。
每种方法测得的数据并不完全一致,甚至有较大相差。
不同的数据计算出的宇宙年龄和膨胀速率是不一样的,今天我们将这些数据折中一下,得到一个平均值为:(67.8+77+74.2+82.4)/4=75.35km。
也就是说,在距离我们326万光年的位置,星系离开我们的速度约为75.35km/s,根据这个折中的哈勃常数来测算宇宙膨胀速度,按照各向同性,越远越快,与距离成正比例关系的原则,就可以计算出任意距离星系相对我们的退行速度了。
如326万光年的地方为75.35km/s;1亿光年的地方为2311.35km/s。
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