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宇宙正在超光速膨胀,数万亿年后,地球将被彻底孤立

作者:eric 时间:2025-09-17
导读:宇宙膨胀,指的是宇宙空间本身在持续不断地扩张,导致星系等天体并非因为自身运动,而是因为“搭乘”着不断伸展的空间“传送带”,而相互远离的现象。1929年,美国天文学家哈勃发现了一个惊人的规律:除了少数几...

宇宙膨胀,指的是宇宙空间本身在持续不断地扩张,导致星系等天体并非因为自身运动,而是因为“搭乘”着不断伸展的空间“传送带”,而相互远离的现象。

1929年,美国天文学家哈勃发现了一个惊人的规律:除了少数几个近邻星系,如仙女座星系,几乎所有的星系都在远离我们,呈现出不同程度的红移,更关键的是,他发现了一个精确的线性关系:一个星系远离我们的速度,与它和我们之间的距离成正比,也就是说,离我们越远的星系,逃离我们的速度就越快。

这个规律,现在被称为哈勃-勒梅特定律,它只有一个合理的解释:并非所有星系都在合谋“逃离”银河系,而是整个宇宙的空间结构本身,正在像一个被吹大的气球一样,均匀地膨胀

想象一个正在被吹大的气球,表面画着许多点,当你吹气时,你会发现,无论你站在哪个点上,其他所有的点都在离你而去,而且距离你越远的点,离开你的速度越快,宇宙膨胀正是如此。每一个星系,都如同气球表面的一个点,它们并非在空间中“飞行”,而是被不断拉伸的空间本身带走的。

为了量化这一膨胀速度,科学家们引入了哈勃常数,它描述了在当前的宇宙中,距离每增加一百万秒差距,约326万光年,空间的退行速度会增加多少。

经过数十年的观测和修正,目前天文学界通过多种方法测得的哈勃常数值大约在每秒73公里/百万秒差距左右。

这意味着,如果两个星系相距326万光年,那么由于空间膨胀,它们之间的距离每秒就会增加约73公里,如果它们相距3.26亿光年,那么它们之间的退行速度就是每秒7300公里。

这个简单的线性关系,引出了一个令人难以置信的推论:在足够遥远的距离上,空间的膨胀速度甚至可以超过光速,例如,在大约140亿光年之外的“哈勃球层”边界,空间的退行速度就等于光速。而更遥远的天体,正在以超光速远离我们。

这是否违反了爱因斯坦的相对论,即“任何有质量的物体速度都不能超过光速”?

答案是不违反。因为相对论限制的是物体在空间中“穿越”的速度。而超光速膨胀,是空间本身的拉伸,星系只是被动地被空间带走,它们并未在自己的局部空间中以超光速飞行。这就像一个被河水带走的小船,无论它自己在水中的速度多慢,如果河水本身的速度超过了某个阈值,小船相对于岸边的速度也可以非常快。

哈勃的发现揭示了宇宙在膨胀,但随后的一个问题自然而然地出现了:这个膨胀是会因为引力的作用而减速,最终停止甚至坍缩,还是会永远持续下去?

在20世纪的大部分时间里,科学家们都倾向于前者。他们认为,宇宙中所有物质的引力,会像一个“刹车”一样,减缓宇宙的膨胀速度。然而,1998年,两个独立的天文研究团队通过观测遥远的Ia型超新星,得出了一个再次震惊世界的结论:宇宙不仅在膨胀,而且在加速膨胀!

这意味着,必然存在着一种未知的、与引力相对抗的、遍布整个宇宙的斥力。科学家们将驱动这上海人才落户电话,undefined一切的神秘力量,称为“暗能量”。

如果暗能量一直存在并保持其目前的强度,那么在加速膨胀的宇宙中,星系之间的距离将以指数级的速度增加。那些遥远的、正以超光速退行的星系,其发出的光将永远无法抵达我们这里。随着时间的推移,越来越多曾经可见的星系,将退行到我们的“宇宙事件视界”之外,从我们的天空中永久地消失。

数千亿年后,夜空将会变得越来越暗。今天我们能用望远镜观测到的数千亿个星系,将一个接一个地“熄灭”,消失在视界之外。最终,我们将无法看到除我们本星系群、之外的任何天体。

在更长的时间尺度上,这个孤岛内部的恒星也将一颗颗燃尽。宇宙将进入一个由黑洞、中子星和白矮星undefined主宰的时代。再然后,根据霍金辐射理论,连黑洞也会在难以想象的漫长时间里蒸发殆尽。

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