为何宇宙年龄是138亿年,直径却为920亿光年?

由于没有什么物质能超越光速 , 而宇宙又是诞生于138亿年前的大爆炸 , 宇宙的直径理应不会超过276亿光年 , 而为什么可观测的宇宙直径却达到了920亿光年呢?
【为何宇宙年龄是138亿年,直径却为920亿光年?】为了解答这样一个问题 , 先来打个形象的比方 。
你站在路上拍一张照片 , 是一条很长很长的马路 , 长到你在大晴天都没法看到马路的尽头 。

为何宇宙年龄是138亿年,直径却为920亿光年?

文章插图

这是一条非常特殊的马路
那么考虑这样一种景象 , 在你精确1米的前方有站一位人 , 后方精确1米处也是站着一位人 , 同样的每个人的前后方向1米处都站着一位人 , 沿着这条马路无限排开 。
这里又来想象下这条道路是这样的:
想象下道路是不断的向两边膨胀扩张 , 你可以看到你旁边的人逐渐离开你 , 但是他们不是行走或移动 , 他们是站在原地不动 , 是由于道路在向前延伸扩张的缘故 。
让我们把你称为人0 , 你前面的人称为人1 , 后面的称为人-1 , 之后以此类推 , 这样就类似于数学上的数轴:
为何宇宙年龄是138亿年,直径却为920亿光年?

文章插图

现在 , 以你为中心 , 当人1看起来似乎是远离你(即人0) , 这只是由于你与他之间空间的膨胀导致的 。 人1虽然是在远离你 , 但你是否看到人1和人2有接近到一起了吗?
人1和人2之间经历的是相同的空间膨胀 , 就如同你(人0)和人1一样的 。 实际上 , 所有站在路上的人都经历了一样的膨胀过程 。 那么经过一次每个间隔空间1米的膨胀 , 现在每个人的位置膨胀到距离原来2米远的地方 , 当然这个过程人都是站在原地不动 , 只是马路在膨胀而已 。
所以 , 现在人1距离你2米 , 比原来的增加了1米 。 但是这时看下人10!在膨胀前人10距离你10米 , 而现在一次膨胀之后离你变成了20米 , 比原来的增加了10米!原先距离越远的人 , 现在就离得更加的远 。 换种说法就是 , 距离越远的人 , 在同一时间内远离你的速度也越快!(尽管整个过程人始终都是站在原地不动的)
那么 , 现在再来想象一辆车在这条路上行驶到你这边 。 ——当汽车出发向我么这边行进 , 目的地的距离是已知的 。 当汽车到达 , 我们注意到旅程已经太久!——为什么?
因为随着汽车的前进过程中道路是在一直不断的膨胀 。
为何宇宙年龄是138亿年,直径却为920亿光年?

文章插图

更重要的是 , 当车距离我们很远时 , 即便车的速度最快 , 它也不会到达我们这边 。 因为距离越远 , 空间膨胀的速度就越快 , 比汽车的最高速度还快 。 所以如果我们能够观察到这车(当然我们是看不到的) , 实际上它看起来会远离我们 , 尽管它是向我们这个方向前进 。 因为道路膨胀延伸的速度已经是远快过于汽车的最高速度了 , 所以我们与车之间的距离反而会越来越大 。
那么 , 回到我们所要回到的问题上:
当光经过138亿年(这个也就是宇宙的年龄)的旅行 , 那么当然它会向前行进138亿光年(光年是天文单位 , 即1光年为以光速走一年的距离)的距离 , 那么在这138亿年间发射这道光线的物体也是一直在远离我们的 。
因此 , 约460亿光年是目前可观测宇宙的半径(即宇宙的直径约为920亿光年) , 但这道光只走了138亿年 , 即宇宙的年龄是138亿年 , 膨胀的是宇宙空间本身 。

    推荐阅读