97%的星系已經失聯?宇宙超光速膨脹的背後,是人類文明的孤獨

2023-10-17     魅力科學君

原標題:97%的星系已經失聯?宇宙超光速膨脹的背後,是人類文明的孤獨

根據科學界的主流觀點,宇宙誕生於大約138億年前,其年齡是有限的。另一方面來講,光速也是有限的,這兩個因素疊加起來,就造成了這樣一種結果:當某個天體與我們的距離遠到一定的程度時,它發出的光就會沒有足夠的時間抵達我們所在的位置,我們也就觀測不到它的存在。

由此可見,我們人類並不能看到宇宙的全貌,而只能看到宇宙中的一部分,這部分宇宙也被稱為「可觀測宇宙」,根據科學家的估算,這是一個以我們所在的位置為中心,半徑約460億光年的球形空間,其中包含的星係數量可以高達上萬億個。

然而卻有一種觀點指出,對於我們人類來講,在「可觀測宇宙」中,有97%的星系已經失聯,宇宙超光速膨脹的背後,是人類文明的孤獨,下面我們就來看看這具體是怎麼回事。

首先我們需要搞清楚一個問題:既然宇宙的年齡是138億年,那麼從理論上來講,我們在宇宙中能夠看到的最遠距離,也就是138億光年,為什麼科學家卻說「可觀測宇宙」的半徑有460億光年呢?

正如我們所知,光年是一種距離單位,它是指光在宇宙真空中直線前進1年的距離,而從本質上來講,當我們觀測到宇宙中的那些遙遠的天體時,其實是接收到了這些天體發出的光線。

假設我們現在觀察到了一個距離我們138億光年的天體,其實是這個天體發出的光經過了138億年的時間才抵達我們所在的位置,所以我們現在看到的,其實是它在138億年前的樣子。那麼問題就來了,假設這個天體現在仍然存在,那麼它現在的實際位置是否仍然距離我們138億光年呢?答案是否定的,原因就是:宇宙自從誕生以來就一直在膨脹。

時至今日,科學家早已確定了宇宙處於一種持續膨脹的狀態,而由於宇宙的膨脹,那些遙遠的天體都會具備一個遠離我們的「退行速度」,這就意味著,在過去的138億年時間裡,這個天體其實一直在遠離我們而去,這就會導致它現在的實際位置比138億光年遙遠得多,具體有多遠呢?這是可以計算的。

根據科學家的測算,宇宙的膨脹速率為67.80(±0.77)公里/秒/百萬秒差距,這裡的「百萬秒差距」是一個巨大的距離單位,1百萬秒差距大約相當於326萬光年,也就是說,相對於我們人類而言,距離每增加326萬光年,天體的「退行速度」就會增加大約67.8公里/秒。

據此就可以計算出,在經過了138億年的時間之後,這個天體現在與我們的實際距離大約為460億光年,實際上,「可觀測宇宙的半徑有460億光年」這種說法,正是來自於此。

可以看到,在138億年的時間裡,這個天體因為宇宙膨脹而「退行」的距離達到了322億光年,其「退行速度」明顯是超光速了。而現在的它,仍然在以超光速遠離我們而去,並且速度還會在未來越來越快。

需要知道的是,在現代物理學中,由宇宙膨脹造成的天體「退行速度」是可以超光速的,但信息的傳遞速度卻不能,其速度最多也就只能達到光速。

這就意味著,由於這個天體現在的「退行速度」是超光速的,因此這個天體現在的信息,將永遠無法抵達我們所在的位置,反過來講,我們現在的信息也將永遠無法抵達這個天體,所以我們與這個天體之間已經失聯,沒有了任何因果關係。

實際上,這個失聯的範圍還可以進一步縮小,因為我們還可以根據宇宙的膨脹速率計算出,在現在的宇宙中,如果有一個星系與我們的距離超過了大約144億光年,那麼它現在的「退行速度」就會超過光速。

也就是說,在現在的宇宙中,與我們有因果關係的範圍,應該是一個以我們所在位置為中心,半徑約為144億光年的球形空間,而在此範圍之外的的所有星系,都會由於「退行速度」超過了光速而與我們失聯,簡單計算一下可知,這個球形空間的體積在「可觀測宇宙」中所占的比例,只有大約3%。

由於在宏觀的尺度上,宇宙中的星系分布是均勻的,因此就可以說,在「可觀測宇宙」中,有大約97%的星系已經失聯。那為什麼要說宇宙超光速膨脹的背後,是人類文明的孤獨呢?

這是因為現在的宇宙依然在膨脹,並且沒有任何停止的跡象,這就會造成那些原本與現在的我們存在著因果關係的星系,也會因此而離我們越來越遠,如果宇宙的膨脹一直持續下去的話,那它們的「退行速度」也會在未來越來越快,並最終超過光速,而從那時起,它們就會與我們失聯。

在這種情況下,隨著時間的推移,失聯的星系會越來越多,人類文明在宇宙中也會越來越孤獨,在遙遠的未來,如果人類還存在的話,那麼除了本星系群的星系還能夠通過引力維繫在一起,其他的星系都將與人類失聯。當然了,這只是根據目前我們對宇宙的認知給出的一種合理的推測,所以大家看看就成,不必當真。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-cn/58014fabe9f20e6c7882de5ae7e3247b.html