光速并非速度极限?空间膨胀可超光速
探究宇宙速度的奥秘:光速并非绝对极限
据海外媒体报道,光速一直被誉为宇宙的速度极限,仿佛一切事物都受其束缚。宇宙本身的空间扩展却能够以超越光速的速度进行。
回溯至那138亿年前的宇宙大爆炸瞬间,在短暂的一秒内,宇宙以惊人的速度开始了膨胀之旅。如今,我们的宇宙规模已无法估量,其真实面貌可能永远无法被全面观测。
说到光速是宇宙中的上限,似乎光子会迅速抵达宇宙的每个角落。我们观测到的遥远天体的光线都来自过去,这证明空间的膨胀速度比光子还要快。
在宇宙的膨胀过程中,也出现了一些速度减缓的现象。我们可以通过观测遥远天体的星光来探寻这些证据。一颗远离我们数亿光年的恒星所发出的光子,在穿越宇宙空间时,也会因为空间的膨胀而逐渐失去能量。当红移现象出现在我们的望远镜中,便可通过红移公式计算出遥远天体与我们的距离。这些遥远的星系和恒星存在于遥远的过去,但我们却无法目睹宇宙历史中的所有事件。
这一切的奥秘在于1929年埃德温·哈勃的重大发现:遥远的星系正在远离我们而去。由此,他提出了哈勃体积的概念。在这个球形气泡所“笼罩”的区域内,所有物体远离中央观察者的速度都会低于光速。而在此区域之外,物体远离中心的速度则会超越光速。这一发现为我们揭示了相对论中的超光速太空旅行的可能性。
广义相对论作为描述时空结构的理论,在没有惯性参照系的情况下,光速作为速度限制并不适用。哈勃体积之外的星系远离速度超越光速,但这并不违反任何宇宙速度的限制。
令人惊叹的是,我们所观测的宇宙就像一个粒子视界,可观测的宇宙直径约为930亿光年。而哈勃体积与暗能量息息相关,暗能量的变化决定了宇宙是加速还是减速膨胀。若哈勃体积持续膨胀,我们便能观测到更多的宇宙奇观。
在这广袤无垠的宇宙中,仍有许多未知的奥秘等待我们去探索。每一次的发现都将为我们揭开宇宙的神秘面纱,让我们更加了解这个壮丽的天体世界。