科学|宇宙膨胀超光速,那么宇宙之外都是虚无空间吗?

都说宇宙在以光速膨胀 , 那么在我们的宇宙外无限大的地方都是空的吗?按照目前的主流观点宇宙诞生于138.2亿年前的奇点大爆炸 , 而目前的可观测宇宙直径为930亿光年 , 科学家预估不可观测的宇宙范围至少在23万亿光年 , 因此说宇宙是超光速膨胀的 。
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【科学|宇宙膨胀超光速,那么宇宙之外都是虚无空间吗?】超光速就像是一个不可触碰的禁忌 , 但宇宙中的确存在两个超光速的案例 , 其中之一就是本问题中所说的宇宙膨胀超光速 , 其中之二就是量子力学中的量子纠缠现象 。这两个超光速有特点 , 宇宙膨胀超光速膨胀的是空间不是物质 , 因此不算违背爱因斯坦的相对论 。而量子纠缠也是如此 , 量子纠缠无法传递信息 , 也不违反爱因斯坦的相对论 。
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从上边就可以看到光速并非是不可超越 , 但要想超光速有两个重要的点:有静止质量的物体达不到光速 , 例如光子就没有静止质量就可以为光速;信息的传递速度不能超光速 , 通信最快的速度就是电磁波 , 光速通信 , 但是却不能超光速 。大家在网上可能经常看到潘建伟教授的量子通信 , 但本质上来说实现的不是通信功能 , 而是保密功能 。
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根据经验我们知道外太空是没有物质的 , 接近于绝对真空 , 当然理论上来讲还是有非常稀薄的粒子的 。现在宇宙的物质、空间、时间都是起源于138.2亿年前的奇点 , 因此不存在奇点之前和奇点之外的概念 , 这是目前理论发展的前提基石 , 那么几乎从最初那一刻总物质的就是确定的 , 都来自于奇点 , 但是宇宙空间却在不断的膨胀 , 理论上来讲宇宙中的总质能密度在不断的变小 。
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把我们所知的所有天体全部打碎成原子平分在宇宙空间中 , 真的有科学家去计算 , 最后得到的数值特别小远小于每立方米6个氢原子(宇宙平均密度临界值) , 并且随着时间的推移这个值还会继续减小 。如果人类可以一直生存下去 , 未来有一天当未来的天文学家再次用望远镜观测星空的时候 , 可能会发现银河系原来是一座孤岛 , 其它星系都在超光速的远离我们 , 因此光线就到不了地球了 。
根据观测计算结果表明宇宙在加速膨胀 , 科学家提出了暗能量的概念来解释这背后的机制 , 是暗能量这只看不见的手在推动着宇宙加速膨胀 。如果确定暗能量的存在 , 那么就可以延伸出一个宇宙的最终命运-大撕裂 。因为暗能量的作用机制是和引力相反 , 距离越大作用效果越明显 , 那么未来的某一天宇宙中的这些单独天体可能承受不住这种机制 , 最后所有的天体都被撕碎成微观粒子 , 有科学家计算这个时间可能在几百亿年以后 。
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宇宙在加速膨胀 , 空间不断的在变大 , 那么宇宙的总质能密度就会不断地减小 。既然宇宙在不断的膨胀 , 那么宇宙之外是空的吗?这个问题只能说没有答案 , 甚至不成立 , 因为目前就没有宇宙之外的概念 , 也就是说没有奇点之外的概念 。有的人可能从平行宇宙或者多重宇宙的存在来解释宇宙之外 , 但这些目前都只是科幻猜想 , 算不上科学理论 。即使存在了平行宇宙 , 你还会继续追问在平行宇宙之外会是什么?貌似这是永远都没有尽头的问题 。


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