人们平常说的900亿光年直径的宇宙是可观测那部分,那不可观测的宇宙有多大?

宇宙从最初奇点的大爆炸中诞生已经过去了138亿年,这使得我们所能观测到的宇宙是有限的。因为宇宙空间一直在膨胀,这使得宇宙在诞生38万年后发射出光子的位置现在已经距离我们达到了465亿光年,处在地球上的我们无论朝着哪个方向观测,最远所能看到的距离都是465亿光年,这就是我们的可观测宇宙。

在可观测宇宙的外面,还有宇宙的另外一部分是我们目前所无法观测到,那就是不可观测宇宙。基于对可观测宇宙的研究,天文学家逐渐深入了解宇宙的演化过程,我们终将有一天会了解目前不可观测的那部分宇宙。

通过对宇宙星系和宇宙微波背景辐射的了解,天文学家知道宇宙在遥远的过去比现在小得多,并且温度和密度也高得多,而且宇宙在最初时刻还经历过急剧膨胀的过程(暴胀)。随着宇宙的不断膨胀,宇宙的温度逐渐下降,从太初核合成中形成的星云逐渐在引力的作用下聚集形成星系、恒星以及行星等天体。

无论我们往宇宙中的哪个方向观测,我们都会观测到相同的宇宙演化历史。我们观测的距离越远,我们就能回溯更早的时间。因为光的传播速度是有限的,光所携带的宇宙信息传播到地球上需要时间。基于目前的观测数据来推测,宇宙起始于138亿年前的奇点。

宇宙从奇点中诞生,最初的膨胀速率极快,空间急剧扩大。在引力的作用下,宇宙膨胀速率逐渐降低,曾经离我们太远而无法观测到的光,现在可以追上我们了。

随着时间的推移,曾经遥远到我们无法观测到的星系将会不断进入我们的观测范围之内。经过138亿年之后,远在466亿光年的星系发出的光刚刚到达我们这里。不过,我们的观测范围还没有超出空间界限,宇宙还有更大的不可观测范围。

光速、宇宙自大爆炸以来所经过的时间以及我们宇宙中的成分决定了可观测事物的极限。再远一点,即使是自热大爆炸以来以光速运动的物体也没能来得及到达我们。

不过,这些都会随着时间而发生变化。当时间经过足够久之后,那些最初无法到达我们的光最终将会抵达地球,让我们能够观测到宇宙的更多部分,可观测宇宙的范围会逐渐增加。那么,如果等上任意长的时间,我们是否能观测到任意远的距离?可观测宇宙的范围是否会变得没有限制呢?

然而,事实并非如此。宇宙的膨胀速率并不会随着时间而降至趋于零,宇宙不会停止膨胀。天文学家在上个世纪末发现,空间结构本身固有的暗能量会拉开引力,让宇宙的膨胀速率变得越来越快。虽然我们的观测宇宙范围会越来越大,但始终会有一个极限,不会无限增大下去,我们不可能观测到整个宇宙。

根据目前所观测到的暗能量密度(7×10^-30 g/cm3)、空间膨胀速率以及其他宇宙学参数,天文学家可以估算出我们最终所能观测到的极限距离。在目前138亿年的宇宙中,我们的极限观测距离大约为465亿光年,未来的观测距离估计要比现在更远33%,即615亿光年,这就是遥远未来的可观测宇宙半径。

现在有很多星系发出的光已经进入可观测宇宙的范围,它们正在朝着地球传播的路上,最终会到达地球被我们观测到,这意味着还有更多尚未发现的星系等待被我们看到。目前的可观测宇宙中可能有着大约2万亿个星系,而在未来还能再观测到2.7万亿个未发现的星系,这要比目前可观测宇宙中的星系总数更多35%。

虽然可观测宇宙之外的部分我们无法观测到,但从已知的情况来看,那部分的宇宙看起来应该与我们所能观测到的宇宙不会有什么区别。整个宇宙的大小是否是有限的,宇宙是否存在边界,或者宇宙的性质是否在某处发生变化,当我们看得更远时,我们将会获得答案。

从目前对可观测宇宙空间平坦度的测量结果来看,宇宙几何结构既不是曲率为负的开放形,也不是曲率为正的闭合形,而是没有曲率的平坦形,其精度为99.6%。这意味着如果它自身弯曲,那么,不可观测宇宙范围至少是目前可观测宇宙范围的250倍,其半径将会高达11.6万亿光年。

因此,我们不可能观测到整个宇宙,未来的观测距离被限制在615亿光年,未来所能观测到的宇宙体积只是目前的2.3倍。由于不可观测宇宙的直径至少有23万亿光年,其包含的空间体积达到我们所能观测到的体积的1500万倍。

因此,我们所能观测到的宇宙尽管很大,但其实也只是整个宇宙中的一隅。我们未来将会观测到总共将近五万亿个星系,但整个宇宙中的星系数量远不止于此。

但需要注意的是,在我们所能观测到的4.7万亿个星系中,绝大部分都只能被观测到遥远过去的样子。因为宇宙在加速膨胀,目前距离银河系超过150亿光年的星系正以超光速退行而去,它们发出的光即使以光速在空间中传播也无法追上我们,所以那些星系在未来将无法被观测到。而在距离银河系150亿光年之内,星系数量只占我们所能观测到数量的1.4%。

值得注意的是,未来的极限观测距离恰好就是目前的可观测极限距离(465亿光年)加上未来可到达的极限距离(150亿光年),即615亿光年。这并非偶然,在宇宙大爆炸后经过了465亿光年的旅行,最终会抵达地球的光正处于目前可到达的极限。在遥远的未来,这些光将抵达地球被我们观测到,我们将会达到我们所能观测到的宇宙极限。

光到达地球的速度,不随地球的公转速度变化,这是波的特性,不是光速不变,因为波在相同密度的介质中传播速度相同。

[迈克尔逊—莫雷实验在地球的大气中进行的,光会以地球的大气为介质进行传播,这时光速的速度只受到地球大气自身的温度密度等因素影响,不会随着地球的自转和公转速度而改变,迈克尔逊—莫雷实验不能证明尺缩效应和光速不变,除非光没有波的特性。

声速也不随地球的自转和公转速度变化,能证明声速不变吗?能推论出声波不需要介质而传播吗?

首先说一下900亿光年的直径是怎么来的。通过宇宙大爆炸模型和观测到的各种现象如微波背景辐射,推测出宇宙的年龄大约为138亿年。再结合宇宙本身在加速膨胀,那么就是138亿光年再乘上膨胀系数,推算出可观测宇宙的半径目前约465亿光年,那么直径就大概是930亿光年。

虽然可观测宇宙的半径会随着时间增加,但是因为宇宙膨胀符合哈勃定律,距离越远膨胀越快,那么总有一个距离会使得那个地方天体远离地球的速度目前超过光速(空间本身膨胀,不违反相对论),在这个距离以外的天体的光永远无法到达地球,我们永远无法观察到。这个距离目前大概是620亿光年,直径约1240亿光年。而且宇宙在加速膨胀,这1240亿光年以内的天体也会相继加速远离,能观察到的天体也会越来越少。

可观测宇宙之外无法去看,只能靠猜了。根据目前暴胀理论,可以推算整个宇宙大小大概是可观测宇宙的3乘10的23次方倍,即三千万亿亿倍。另一些模型推算出宇宙的下限也至少是可观测宇宙的250倍,但是上限可达10的10次方的10次方的122次方倍,这个数太大,无法描述。

这还不算宇宙之外的高维空间的各种可能的多重宇宙,那个连猜都没法猜。

未知,能回答这个问题就不会分可观测宇宙和不可观测宇宙了。

可观测宇宙,可以认为就是已知宇宙,这是一个以观测者(地球)为中心,半径460亿光年的球体,那里的边界,就是我们认知宇宙的极限。

在可观测宇宙的边缘外,宇宙空间膨胀的速度超过了宇宙中物质(信息)运动最快的速度——299792458m/s的光速,所以那里的所有信息,都没法传回到我们的地球,让我们观测到,这就是可观测宇宙。

理论上认为可观测宇宙之外还是宇宙,至于这个宇宙有多大,无人知晓,我们或许也永远不会知道。

可以说,宇宙中的每一个观测者,都有以自身为中心的“可观测宇宙”。每一个可观测宇宙可能交叉也可能彼此独立,但它们看起来都应该差不多,到处充满星系,到处是闪烁的星辰。

欢迎关注挡不住的熵增,有其他问题请留言评论,谢谢。

宇宙科学界探索结果是九百多亿光年,但是科学在不断的发展,新的科技总在不断的创新,宇宙的大小随着科学的发展而不断的变化。而佛经记载的宇宙有三千大千世界,它表达的宇宙边缘论是‘’无量无边的‘’!它是心意识是所盖覆的“无量无边的器物质世界或者说物理世界”。科学界所有的发现新的行星或宇宙的新物质都是意识心所覆盖的。道家:无量世间由混玄、到混沌、到无极、到太极……同样无量无边。所以心意识覆盖的器物世界是无穷无限大的,同时科学界也印证了所有的科学新发现或发明都在心意识范围之内!

可观测的宇宙是九930多亿光年,根据科学计算,宇宙实际膨胀的范围远比这大的多,可观测的宇宙在它面前就相当于一个原子在可观测的宇宙面前,而宇宙奇点相对于原子又相当于原子在宇宙实际膨胀的范围,数量级跨度从宇宙奇点到实际宇宙膨胀的范围大概十的一百一十次方。然后除以137亿年大概是10的八十次方米每秒。即
10000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000米每秒。光速在它面前是可以忽略不计的,光速一亿亿倍又如何。宇宙到底有多大取决于速度有多快,况且宇宙还在加速膨胀,无法测量,只能比较。

23万亿光年

这似乎已经超出了人类的认知极限,而就算在人类的认知范围内,宇宙也已经大得不能用「大」来形容了!

宇宙的可观察的直径920亿光年!宇宙的年龄才138亿年,也就是说无数的信息还在以光速向我们飞来,我们处在它们的光锥之外,数百亿年后才能与之交汇。然而,要知道,920亿光年也不过是所谓的「可视宇宙」的尺寸,在「可视宇宙」之外,还有「不可视的宇宙」那么这块地方为什么不可观测呢?因为按照大爆炸理论,宇宙是在不断加速膨胀的,而我们是处于宇宙的最外围,当我们向宇宙中间看去时,因为宇宙的膨胀速度超越了光速,所以导致我们无法永远也看不到那部分宇宙。

而因为宇宙中有一部分是我们永远也不可能看到的,所以说目前对于宇宙究竟有多大这个问题,谁都无法给出一个准确的答案,有可能现在科学家根据现有的观测给出了一个答案,过几年技术进步了又会有新的答案产生。

由「宇宙暴涨理论」产生的「泡泡宇宙假说」认为,我们所在的宇宙只不过是母宇宙中众多泡泡宇宙的其中之一。霍金曾形象地打了个比方——「宇宙的起源有点像沸水中的泡泡」。每一个单独的宇宙就是这么一个独立的「泡泡」,每个「泡泡」可能都有各自不同的物理常数。而且泡泡宇宙之间还可能发生碰撞,有些科学家认为宇宙微波背景辐射就留下了我们的宇宙与其他宇宙碰撞的痕迹。

因此,我们大概可以得到这样的结论,宇宙是一个无限大的宇宙,并且它还会继续膨胀下去。

搞事情!那些不能说的秘密都在这里   关注公众号:百科派  

         

本文来自网络,不代表百科派立场,转载请注明出处:http://www.xinglongcang.com/295.html

作者: admin

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。

联系我们

联系我们

0898-88881688

在线咨询: QQ交谈

邮箱: email@wangzhan.com

工作时间:周一至周五,9:00-17:30,节假日休息

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

返回顶部