为什么光速不可超越(宇宙膨胀速度为什么比光速快)
人类在地球上仰望天空时,看到相邻的两颗星星之间似乎仅隔1厘米,实际上该星体之间的距离可达几百万光年以上,根据科学家们的研究和分析,人们得知未来,宇宙中的星系会离人类越来越遥远,或许100年后人类将再也看不到任何星星,毕竟即便人类研发出了光速动力飞船,也无法飞出宇宙,甚至无法逃离银河系,其实早在100多年以前,科学家就已经提出了宇宙膨胀这一概念,不同的是该时期很多学者都认为宇宙的膨胀是有限的,在未来的某一天,宇宙将会停止膨胀,令人意外的是如今宇宙的膨胀效应不但没有停止,反而随着向心力的减弱加快了。
根据大爆炸宇宙论来看,宇宙诞生至今已有138亿年,然而现在的宇宙可观测竟达到了920亿光年以上,如此看来如今的宇宙膨胀速度已经超越了宇宙的第一速度,也就是人们耳濡目染的光速,从科学的角度来看,不少人都知道任何事物都无法超过光速,即便如此,仍旧有科学家指出许多恒星、星系和星系团正在以高于光的速度远离我们,也就是说人类在一个星系中,会看到其它星系都在远离我们,如果人类飞到邻近的星系,一切仍旧会以同样的方式发生,因此,人类可以得出以下结论,即如果银河系越远,那么它就会转得越快,倘若人类能够飞往另一个地方,宇宙扩张的景象也不会发生改变,为了更清晰地描述这一现象,我们不妨举个例子,假设我们在一个气球上,将星系的图像粘上去,为气球充气时,你会发现此时的星系之间开始等距移动,显然用气球作类比的方式存在缺陷,或许你会指出宇宙的扩张中心在哪里?如果这个宇宙有一个扩张中心,这意味着人类会观察到一个"草图",事实上人类并未观察到这样的情况,所以我们也能假定宇宙不存在扩张中心,或者说如果扩张中心存在,那么扩张中心应当位于另一个维度中。
提起世界上最快的速度,相信大多数人首先会想到光速,的确,光速恒定不变、光速无法被超越都是举世公认的真理,正因光速的这些性质,天文学家们才会选择用它衡量宇宙中天体之间的距离,也就是光前进一年的距离等于1光年,人类之所以接受光速最快是因为以此为基石,可解释绝大多数现象,不过神奇的宇宙中总会存在一些例外,对于宇宙起源的看法,现在较为主流的是大爆炸理论,假如大爆炸理论是真实的,这意味着宇宙万物都诞生在一瞬间,虽说现今宇宙的年龄约为138亿年,但是当人类放眼100多亿光年以外的宇宙时,却发现宇宙根本无法看到边际,甚至有科学家推算出宇宙的直径约为930亿光年,至此也产生了一个有趣的问题,首先我们要知道光在138亿年的时间里无法前行930亿光年这一距离,该现象也表明了以下3种可能,第1种是在宇宙大爆炸的一瞬间,物质散播的速度超过了光速,第2种是宇宙诞生后的138亿年间,膨胀的平均速度超过了光速,第3种是以上两种情况都超过了光速。
你知道吗?相对论中所谓的光速是宇宙中最快的速度,也就是说物体在宇宙空间中的运动速度无法超越光速,如此看来相对论中的光速限制对宇宙空间本身的膨胀而言是无效的,宇宙空间的超光速膨胀也没有违反相对论,在暴涨时期,宇宙的膨胀速度更是达到了不可思议的程度,或者说当时的宇宙空间几乎一瞬间就在线性尺度上至少膨胀了10的26次方倍,值得注意的是宇宙超光速膨胀不是指宇宙整体超光速膨胀,而是指宇宙边缘区域在超光速膨胀,因此没能处于宇宙边缘的人类,其运动速度远不及光速,人类经历的时间是向前流动的而非向后流动,或许以圆为例说明会更加通俗易懂,假设宇宙是一个由无数同心圆组成的偌大空间,这说明离中心越远的圆,其转动半径越大,它的转动速度也会越快,由于人类所处的区域与宇宙外周相距甚远,因此超光速运动、时间倒流等情况都不会在地球上出现,对此也有人指出这一系列特殊现象,极有可能发生在目前人类尚无法观测到区域中,所以尽管宇宙才诞生了138亿年,但空间本身的超光速膨胀,却能令可观测宇宙的直径高达920亿光年。
人们常说人类为何而活,生命对宇宙的意义是什么?如果人类根本无法看到宇宙的全貌、无法突破宇宙的边界,也就无法了解宇宙之外的世界,就如同置身于盒子中的蚂蚁一般,倘若它不冲出这个盒子,就永远不会知道世界到底是怎么一回事,不了解世界,也就无法了解自身存在的意义,在这一点上,人类与蚂蚁有着相似之处,人类通过现代科学手段去观测百亿光年以外的宇宙,实际上他们看到的不过是很久以前发生的现象,而此时此刻百万光年外的宇宙究竟是怎样的情形,人们仍旧无法知晓,因为没有什么能够超越光速,人类只能以光的速度观测遥远的宇宙,似乎光速就是人类现阶段面临的最大障碍,毕竟人类若想突破现有的局限,就必须设法超越光速,至少需要证实理论上光速是可以被超越的,可以说只有超越了光速,人类对宇宙的探索才算真正开始,才可能追寻到生命本源的意义。
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