如果宇宙大爆炸以超光速膨胀,那北斗七星为什么依然在那里?

宇宙为什么会加快膨胀?

按照今朝的理论,我们知道,宇宙发源于138亿年前的一次大爆炸。

在大爆炸之后,有一段很是短暂的时候,也就是宇宙大爆炸之后的10^(-36 )秒~10(-32)秒之间,宇宙发生了猛烈的膨胀,这个阶段也被我们称为暴胀期间。宇宙履历了100次的加倍,变大为本来的10^30倍。下图中的蓝色部门代表宇宙空间随时候的转变,红色框圈出来的就是暴胀期间的宇宙标准的转变。

暴胀期间曩昔之后,宇宙起头减速膨胀。可能你会想为什么不起头缩短?

现实上,这就有点像我们标的目的上抛小球,固然小球获得初速度之后,固然受到重力,但仍是标的目的上减速活动。宇宙一起头是物质和暗物质本家儿导的,物质之间是呈现引力的。是以,引力是宇宙那时的本家儿导。引力会试图把空间拉回到一个“点”上,这就有点近似于适才例子中的小球受到重力。

可是宇宙中现实上不只有引力,现实上还存在着一种和引力正好相反的感化,我们可以称之为斥力。这个感化和空间有关,也被称为真空能,或者你可能更熟悉的叫法是:暗能量。当宇宙空间还很小的时辰,引力大于斥力,所以宇宙减速膨胀,若是当宇宙的空间大到必然水平之后,暗能量就会占有本家儿导,斥力就会大于引力,宇宙起头加快膨胀。

在距今45亿年前后,宇宙在减速膨胀的感化下,空间巨细达到了现在宇宙巨细的70%,这个时辰,起头加快膨胀。在加快膨胀的感化下,宇宙的空间就会急剧增大,所以,我们经常看到宇宙演化的图像一个喇叭一样,就是因为“喇叭口”代表的是加快膨胀。

可能你要说了,这些都是理论,有没有石锤?

现实上还真有,1998年,物理学者索尔·珀尔马特带领的小组和布莱恩·施密特、亚当·里斯带领的小组经由过程不雅测Ia型超新星获得了宇宙正在加快膨胀的成果。后来,这三位科学家获得了2011年的诺贝尔物理学奖。

他们的发现预示着宇宙中存在着“暗能量”。后来,亚当·里斯曾在公开演讲中介绍到,那时他们将手里拿到的宇宙学的参数带入理论计较,发现宇宙的质量竟然是负数,他们经由过程各类查抄发现计较没有错,于是,他们就认心猿意马宇宙中应该存在我们看不到的物质。后来经由过程不雅测,公然证实了他们的不雅点。

膨胀的标准

固然我们知道了宇宙正在加快膨胀,但为什么我们没有感受到?为什么我们没有变胖?这就要提到宇宙的膨胀其实和良多人想象的并纷歧样。现实上,宇宙的膨胀是整体性地膨胀,意思是从大标准上(10^8光年),宇宙整体在膨胀。

这就比如气球一样,若是把气球点了一些点代表“星系”,那宇宙膨胀就比如把气球吹打。是以,我们不雅测到的成果其实是:在大标准上,星系都在远离我们。

并且距离我们越远,星系退行的速度就越快,当距离距离我们足够远时,以我们为参考系,星系的退行速度就可以超光速,也就是宇宙空间的膨胀速度超光速,这意味着它们的光永远无法照到地球上。

你会发现,我一向在强调大标准。这就如上文说到的,暗能量和空间有关,只有空间达到必然标准水平才能闪现出来。科学家发现,在大标准上,也就是10^8光年的标准上,空间闪现出来的就是膨胀效应,而在小标准上,更多的是物质和暗物质本家儿导,也就是引力在本家儿导。是以,在小标准上,我们感触感染不到膨胀效应。

这也是为什么,距离我们四周的星系并没有在远离我们,反倒在接近我们,好比:科学家估计在30多亿年之后,银河系和仙女座星系才发生一次归并。星系的归并在整个宇宙的汗青傍边一向都在发生,银河系有今朝这样的规模恰是归并而来的。所以,引力在小标准上充任着很是主要的脚色。

而宇宙的膨胀,以及我们没有变胖的原因也是在这里,地球的标准远小于银河系的标准,所以,是引力占了本家儿导。

斗极七星

我们熟悉的斗极七星是距离我们的距离度在200光年以内,远远小于10^8光年的标准,是以,在这个标准下,不会有较着的膨胀效应。所以,我们不雅测到的斗极七星并不会离我们远去。


  • 发表于 2019-11-20 17:47
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