哈勃望远镜探测到的宇宙的起源大概是130亿至137亿年前。
既然宇宙的起源是一次大爆炸,那么宇宙的“爆心”在哪里?如果我们生活在一个球体内,又该如何测定这个球体的半径?宇宙在不断膨胀,是不是有第二宇宙或者多重宇宙存在?
目前科学家认为的宇宙的膨胀速度大概是多少?物体以一定的速度运动可以冲出地球,甚至太阳系和银河系,假如有一个物体以每秒1亿光年的速度运动,在137秒后,这个物体是不是在您看见我这个问题的时候,已经不知道跑到什么地方去了?
回答:
宇宙大爆炸跟通常的炸弹爆炸不一样,它是时空本身的膨胀,而不是物体在时空中膨胀。宇宙大爆炸并没有空间上的“爆心”。你可以把宇宙想象成气球的球面,当气球充气、不断膨胀的时候,球面上每一点都会“发觉”其他点在离自己远去,就好像自己是“中心”一样。对宇宙膨胀来说,距离地球越远的地方,膨胀的速度越快(但这并不说明地球是宇宙的中心,想象球面!)。最新测定的宇宙膨胀速度是74千米/(秒·百万秒差距),其中1百万秒差距约相当于300万光年。顺便说一句,最近20年物理学最惊人的发现之一,便是宇宙膨胀是加速进行的!
物理定律要求任何物体在空间移动的速度不能超过光速,
所以不存在什么每秒1亿光年的速度,即所谓光速是宇宙极限速度。但宇宙膨胀是空间本身的“移动”,宇宙膨胀速度是可以超过光速的。所以,整个宇宙就可以比一个半径137亿光年的球更大。不但如此,我们能看到的最远距离,也就是可观测宇宙的半径,也比137亿光年大得多,达到了460亿光年。这是因为在远方天体的光传递到地球的这段时间,这些天体也在随宇宙膨胀距离我们越来越远。
可观测宇宙仅仅是整个宇宙的一小部分而已。那么整个宇宙到底有多大?首先,宇宙没有边界。过去物理学家曾经设想宇宙空间是弯曲的,就如同气球表面,那么宇宙的总体积就可以是有限的。在这样的宇宙里,一个假想的“以每秒1亿光年的速度运动”的物体最终会回到出发点——就像环球旅行一样。但是,最新的观测表明,宇宙空间几乎是平直的!这意味着整个宇宙可能是无限大,至少是接近无限大的。这样一来,你说的那个物体将会永远走下去。
所以,我们的可观测宇宙仅仅是整个宇宙中的一个小气泡。整个宇宙中必然还有(至少是几乎)无限多类似的小气泡。我们将不会跟其他的小气泡有任何交流。这样,你可以认为那些小气泡就是多重宇宙。但严格而言,起源于这次大爆炸的宇宙只有一个。当然,你也可以假想大爆炸发生过多次,那也是一种产生多重宇宙的方法。
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