「超光速」宇宙年龄仅138亿年,但直径却有24万亿光年,为什么超光速?( 二 )



无论我们沿着何方望向宇宙的尽头 , 最终只能看到宇宙微波背景辐射 。随着空间膨胀 , 当年那些辐射出这些光子的物质已经退行到距离地球465亿光年的地方 , 这就是可观测宇宙的尽头 。
不可观测宇宙
在宇宙变得透光之时 , 那些发出第一批光子的物质距离地球诞生前所在位置约为4200万光年 , 而当时整个宇宙的直径可达1亿光年 。由于光速有限 , 时间有限 , 宇宙中还有很大一部分的光子还没来得及到达地球 , 这些地方就成了不可观测宇宙 。
「超光速」宇宙年龄仅138亿年,但直径却有24万亿光年,为什么超光速?
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随着时间的推移 , 不可观测宇宙中的一些光子将有足够的时间来到地球上 , 所以我们的可观测宇宙大小还会变得越来越大 。据估计 , 未来的可观测宇宙直径最大将会扩大为1230亿光年 。
然而 , 天文学家在上个世纪末发现 , 宇宙膨胀速度正在加快 , 这意味着宇宙中会有越来越多的地方最终会以超光速远离我们 , 那里发出的光无论过多长时间都不会到达地球 , 所以可观测宇宙的大小最终会变得越来越小 。经过漫长的时间之后 , 但本星系群的星系合并成一个星系时 , 我们将再也无法观测到河外星系 。
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目前 , 整个宇宙的大小估计为24万亿光年 , 这是空间经过138亿年膨胀的结果 , 宇宙整体的膨胀速度可达光速的870倍 。不过 , 这个膨胀速度其实要远远慢于宇宙最初时刻的空间暴胀速度 。
宇宙的未来
宇宙在诞生仅10^-35秒时经历了一次空间暴胀 , 宇宙大小呈指数式地扩张 。如果宇宙的大小在暴胀之前犹如一个乒乓球 , 那么 , 在经过10^-33秒的空间暴胀之后 , 宇宙的半径将会扩大为2.1亿光年 。
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从目前的情况来看 , 宇宙被暗能量所主宰 , 其占比可达宇宙质能总量的68% 。这种空间的固有能量会起到排斥引力的作用 , 它们正在推动空间加速膨胀 。在暗能量的驱使下 , 整个宇宙还会快速扩张 。如果宇宙没有足够的引力来对抗暗能量 , 整个宇宙将会无限膨胀下去 。


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