要多快速度才能赶上,宇宙边缘的膨胀速度?

我们知道光速在某种意义上并不是最快的,至少宇宙膨胀速度比光速还快。

这似乎很不合理,狭义相对论告诉我们,没有什么的速度能超过光速。

但天文学家们总是想法设法搞砸我们觉得舒适的认识。因为他们观测到:一些星系正在远离我们,速度比光速还快

宇宙膨胀说

我们生活在一个不断膨胀的宇宙中,平均来说,星系之间的距离每天都在变远。

在一般膨胀之上有一些轻微的运动,导致诸如仙女座星系朝着银河系的碰撞方向前进(仙女座星系和银河系40亿年后将碰撞)。但总的来说,星系之间的距离越来越远。

这种膨胀的一个关键特征是它的均匀性。想象一下,一群人站在一个数轴上,每个人之间间隔1米,以中间那个为人0,两边分别为人1和人-1,以此类推,如图:

然后延伸这条数轴,每个对应左右两边的人都是相同速度。站在中间的人0,会正确地观察到他的“宇宙”正在膨胀,任何在数轴上的人都会慢慢地远离他。

假设数轴延伸速度为每秒1米,人1和人0之间的远离速度就是1米每秒,每个人和自己对应的左右两边的人都是相同速度1米每秒,但是人0和人10 之间就不一样了。

当数轴开始延伸,每个人之间的距离扩展到2米,人0和人10之间却扩展了20米,本来他们之间距离是10米,1秒内扩展到了20米,可以计算相对于人0,人1的速度为10米每秒,而且距离越远这个速度就越快。

现在把这个小理论放到宇宙范围,在距离我们150亿光年外的星系,远离我们的速度已经超过光速。

宇宙膨胀速度

2018年7月,有哈勃太空望远镜和盖亚太空望远镜的最新测量结果显示,附近的膨胀速度为每秒73.5公里每百万秒差距(1百万秒差距是326光年)。(感兴趣的小伙伴可以查询下秒差距具体怎么算,也可以关注怪罗科普)

这意味着如果你观察距离我们100万秒差距的星系,它将以73.5千米/秒的速度远离我们。如果你观察一个200万秒差距呢外的星系,它会以147千米/秒的速度离开。

三个百万秒差距呢?你得到的是220.5公里/秒。以此类推:每百万秒差距,你可以给遥远星系的速度增加73.5千米/秒。

总结

那么这个问题就很好解答了,据称不可观测宇宙是可观测宇宙(930亿光年=280亿秒差距)的至少1500万倍,而光的速度是30万公里每秒。

通过简单的计算就可以知道,最远点的速度是1543.5公里每秒的10亿倍,这个速度还远没有达到光速的10亿倍。所以到达这样的宇宙边缘是时间问题,甚至宇宙的膨胀速度可能会逐渐变小。

虽然这个命题是不可能实现的,但是算一下这些东西,还是蛮有意思的,也能让人更加了解宇宙。

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