问题

可观测宇宙的半径到底是多少?是 137 亿光年,还是 465 亿光年?

回答
你提出的关于可观测宇宙半径的问题,确实是很多人在了解宇宙时会遇到的一个有趣的“悖论”。简单来说,137 亿光年和 465 亿光年都是正确的,但它们描述的是宇宙在不同时间点的、或者不同含义下的“半径”。这就像问“我家离市中心有多远”:你可以说从我出发的那一刻到市中心的距离,也可以说现在市中心到我家门口的直线距离。

我们一点一点来捋清楚:

137 亿光年:光线传播的时间

首先,我们知道宇宙大爆炸至今大约有 137 亿年的历史。这个数字,137 亿光年,代表的是从宇宙大爆炸那一刻到现在,光线传播的最远距离。

想象一下,在宇宙大爆炸刚发生的时候,那个极致致密、炽热的奇点开始膨胀。最开始,宇宙非常小,一切都紧密地挤在一起。随着时间推移,宇宙一直在膨胀。

我们之所以能“看到”137 亿年前的宇宙,是因为光线需要时间从遥远的地方传播到我们的眼睛(或者望远镜)。假设在宇宙大爆炸后很短的时间里,有一个地方发出了一个信号,这个信号以光速传播。经过 137 亿年,这个信号才刚刚抵达我们这里。那么,发出这个信号的地方,在它发出信号的那一刻,距离我们现在的位置有多远呢?

这里有一个关键点:宇宙在膨胀!

你发出的那个信号,在它发出时,距离你可能只有几亿光年。但是,在你发出信号的这 137 亿年间,那个“发出信号的地方”和我们都在不断地远离彼此,因为它们在膨胀的宇宙中。所以,当光线终于到达我们这里时,那个发出信号的原始地点,现在已经远远地离开了我们最初的那个点。

所以,137 亿光年,是“我们能看到的最古老的光线(或者说,我们能探测到的最古老的信息)发出的地点,在它发出信号那一刻的距离”。它直接关联着宇宙的年龄。

465 亿光年:现在我们在宇宙中的“视野”

那么,465 亿光年又是怎么来的呢?这个数字,465 亿光年,是我们今天在宇宙中的位置,所能观测到的宇宙边缘(或者说,我们能观测到的最远天体)的“当前”距离。

这又是怎么回事呢?正如上面提到的,宇宙一直在膨胀。而且,宇宙的膨胀并非像一个固定半径的气球那样,而是空间本身在伸展。

举个例子:我们想观测一个在 137 亿年前发出信号的遥远星系。这个星系在发出信号时,离我们可能只有 X 光年。这束光花了 137 亿年到达我们这里。在这 137 亿年里,那个星系和我们都在宇宙膨胀中不断远离。

宇宙的膨胀速度不是恒定的,尤其是在早期,它经历了快速的膨胀。并且,随着宇宙的膨胀,遥远天体的退行速度(它们远离我们的速度)也越来越快。当某个天体离我们足够远时,它的退行速度甚至可能超过光速!

“超过光速”听起来违反了相对论,但这是因为我们讨论的是空间本身的膨胀,而不是天体在空间中运动的速度。光速是信息传播在空间中的速度极限。但是,如果空间本身在以比光速更快的速度膨胀,那么遥远的空间区域就可以比光速更快地远离我们。

所以,那些在 137 亿年前发出信号的星系,因为在过去 137 亿年里,宇宙空间本身一直在膨胀,所以它们现在(也就是“今天”)已经移动到了一个离我们非常非常遥远的位置。

465 亿光年,就是我们今天(现在)能够观测到的宇宙的“半径”。这是我们“视野”的边界。这个边界不是固定不变的,它随着宇宙的年龄增长和膨胀而不断扩大。

总结一下:

137 亿光年: 基本上是指宇宙的年龄,也是从宇宙大爆炸开始,光线传播到我们这里所经历的时间。它代表了我们能看到的最古老的光线发出的原始距离。
465 亿光年: 这是可观测宇宙的当前半径,是我们今天在宇宙中,能观测到的最遥远天体(它们发出的光经过 137 亿年到达我们这里)的当前距离。这个距离之所以比 137 亿光年大得多,是因为在这 137 亿年间,宇宙一直在膨胀,将那些天体推得更远了。

所以,当人们说可观测宇宙半径是 465 亿光年时,他们是在描述我们“今天”所能看到的宇宙有多大。而 137 亿光年,则更多地与宇宙的年龄以及光线传播所用的时间有关。

你可以这样理解:宇宙大爆炸时,你和你的朋友在同一个点。你给你的朋友寄了一封信,需要 137 年才能送到。在这 137 年里,你和你的朋友住的城市都随着地球膨胀而扩大了。那么,当你的朋友收到信的时候,你们住的城市之间的“现在”距离,肯定远远大于你们出发时城市之间的距离,也远远大于信件实际传输的距离(比如 137 公里)。465 亿光年就是你和朋友“现在”的距离,而 137 亿光年则是“信件到达你需要的时间”所对应的一个距离。

希望这样详细的解释,能让你对这两个数字的含义有一个更清晰的认识!

网友意见

user avatar

可观测宇宙的半径约 453.4 亿[1]到 465.08 亿光年,不同的测算方法有不同的答案,但显然不会跳跃到 137 亿光年去。

  • 2003 年,研究人员利用威尔金森微波各向异性探测器的观测数据,估计可观测宇宙的半径约 456.6 亿光年。
  • 2016 年 ,研究人员利用欧洲空间局普朗克卫星的观测数据,估计可观测宇宙的半径为 453.4 亿光年。

题目里的教材是错的,而且犯的是个十分常见的低级错误。这方面的问题早已被反复科普过,可以参照:

Frequently Asked Questions in Cosmology

Misconceptions about the Big Bang

可以朝上级部门反映,并给学生讲清楚教材上的错误。高考是不怎么可能出这种题的,但是如果出,标准答案绝不会是 137 亿光年,按这个课本去教是要出问题的。

参考

  1. ^ http://www.cas.cn/kj/201608/t20160818_4571615.shtml

类似的话题

  • 回答
    你提出的关于可观测宇宙半径的问题,确实是很多人在了解宇宙时会遇到的一个有趣的“悖论”。简单来说,137 亿光年和 465 亿光年都是正确的,但它们描述的是宇宙在不同时间点的、或者不同含义下的“半径”。这就像问“我家离市中心有多远”:你可以说从我出发的那一刻到市中心的距离,也可以说现在市中心到我家门口.............
  • 回答
    你提出的问题非常有意思,也触及到了我们理解宇宙的一个关键点。那些所谓的“可观测宇宙图片”之所以看起来像热感应成像仪,并非巧合,而是因为它们捕捉到的恰恰是宇宙在不同温度下的表现。只不过,我们看到的“颜色”并不是我们肉眼能直接感受到的“热”,而是经过科学转化后,以可视化形式呈现出来的不同能量密度和分布。.............
  • 回答
    要计算可观测宇宙的大小,我们需要深入了解宇宙的膨胀以及我们如何“看到”远处的物体。这并不是一个简单的“尺子量一量”的计算,而是一个基于物理学原理和天文观测的复杂推导过程。首先,我们要明白“可观测宇宙”这个词的含义。它指的是我们今天能够接收到来自其中某个地方发出的光(或其他电磁辐射)的宇宙的范围。为什.............
  • 回答
    这是一个极富想象力的设想,它将我们对宇宙膨胀的理解与一种科幻式的场景相结合。让我想想,从一个非AI的、更富有人情味的视角来剖析这个可能性。首先,让我们把时间拉回到宇宙诞生之初。那个时期的宇宙,年轻、炽热,而且经历了一场叫做“暴胀”的急速扩张。你可以想象,这是一个无比混乱但又充满潜力的阶段,整个宇宙以.............
  • 回答
    在浩瀚的宇宙尺度上,我们人类的目光能够触及的最遥远彼岸,隐藏着无数令人惊叹的秘密。要 pinpoint (指出)可观测宇宙内我们已知的最远天体,这本身就是一项充满挑战的科学探索,因为随着观测技术的进步,这个“最远”的纪录也在不断被刷新。目前,被广泛认可的“已知最远天体”头衔,很大程度上归功于那些极早.............
  • 回答
    一个宇宙的理论可观测范围大于真实宇宙?这绝对是个引人入胜的奇思妙想。想象一下,我们生活的宇宙,其真实大小可能比我们目前所能探测到的范围还要广阔,甚至可能大到我们难以想象的程度。如果存在这样一个我们“看不到”的“真实宇宙”,那么它会是什么样子?这其中蕴含着哪些深远的哲学和科学含义呢?首先,我们得明白,.............
  • 回答
    这是一个非常有趣且充满想象力的问题!让我们来详细分析一下。首先,我们需要明确几个关键概念: “一生走过的路”: 这指的是动物在生命周期内通过移动所经历的总距离。这包括日常活动(觅食、寻找配偶、躲避捕食者)、迁徙、以及任何形式的探索。 “可观测宇宙边缘”: 这是我们目前能够接收到光或其他信号的.............
  • 回答
    这确实是一个很有意思的问题,它触及了人类探索的两个截然不同的维度:身体的疆域和思想的边界。我们之所以能“坐拥”几乎整个可观测宇宙的理论研究,而身体却还在太阳系的摇篮里打转,这背后的原因,与其说是技术限制,不如说是人类探索的本质和工具的差异。首先,我们要区分“看见”和“到达”。我们能够“看见”可观测宇.............
  • 回答
    暴胀场及其激发的暴胀子,在物理学定义下,确实可以被归类为一种特殊的“物质”形式,但理解这一点需要我们拓展对“物质”的传统认知。更重要的是,它们一旦完成了历史使命,就无法在退出暴胀后的可观测宇宙中再次占据主导地位,这背后有着深刻的物理原因。暴胀场与暴胀子:物质的新定义我们通常理解的物质,往往是指那些具.............
  • 回答
    我们常常会听到一种说法,认为地球就处在可观测宇宙的正中心。这个想法听起来是不是有些特别?仿佛我们人类,或者说我们的家园,在浩瀚的宇宙中占据了一个显赫的、独一无二的位置。但如果我们刨根问底地去探究一番,就会发现这背后其实隐藏着一些有趣的科学道理和历史性的观念转变。首先,我们得弄明白“可观测宇宙”到底是.............
  • 回答
    目前人类能够观测到的最远天体,这可不是一个简单的“指一下就行了”的问题,它就像是在一片无垠的黑暗中,我们用尽全力去捕捉那最微弱、最古老的一丝光芒。这光芒穿越了难以想象的距离和时间,承载着宇宙诞生初期的信息,对于我们理解宇宙的起源和演化至关重要。说到最远,我们得先弄清楚“最远”指的是什么。它不单单是物.............
  • 回答
    2020 年 6 月 21 日,那是一个让我期待已久的周日,因为那天在中国大部分地区,我们都有机会亲眼目睹一场罕见的天文现象——日环食。那天的天气对很多人来说可能是一个关键因素,有些人可能因为云层遮挡而错过了,但对于我来说,那天虽然有些忐忑,但最终还是看到了那绝美的“金环”。我居住的城市不在日环食最.............
  • 回答
    2020年6月21日金环日食观测指南:亲历天幕上的“钻石环”2020年6月21日,一个值得天文爱好者们铭记的日子,因为这一天,中国全境的朋友们都有机会一睹壮丽的金环日食。这是一种罕见的天象,届时月球运行到太阳和地球之间,但由于距离地球较远,其视直径比太阳的视直径小,无法完全遮挡太阳,从而在太阳边缘形.............
  • 回答
    我理解你希望了解一些在国内可以观看的境外视频网站。不过,在讨论这个问题之前,我们需要明确一点:很多境外视频网站在中国大陆地区是无法直接访问的。 这通常是由于网络审查和地区性内容限制的原因。尽管如此,仍然有一些方法或途径可以让你接触到一些境外的视频内容。在这里,我将从几个不同的角度来推荐一些可能对你有.............
  • 回答
    巴西市长与前议员因政见不合,选择在擂台上解决分歧,这场“政治擂台赛”的出现,无疑给人们带来了极大的冲击和讨论空间。我们不妨从几个层面来细品这件事,看看它背后折射出的巴西社会、政治以及文化的一些特质。从“解决问题”的方式上看,这无疑是一种极端且奇特的处理政治分歧的模式。首先,这暴露了巴西政治生态中可能.............
  • 回答
    地球上,我们不必仰仗昂贵的望远镜,只需抬起头,就能瞥见宇宙的浩瀚与壮丽。那些无需科技加持,直接映入眼帘的太空景象,其震撼程度,丝毫不亚于任何高科技的描绘。它们是宇宙最原始、最直接的馈赠,触动着我们内心深处对未知和永恒的敬畏。一、月亮的“面孔”:月相的变化与超乎想象的细节很多人会说,月亮?这有什么震撼.............
  • 回答
    这句话出自佛家典籍,意境深远,初听可能有些许不解,甚至带着些许冷酷。但若细细品味,它实则蕴含着一种超脱的智慧和对生命本质的洞察。要理解这句话,不妨从几个层面去解析。首先,为何“众生如蝼蚁”?“蝼蚁”在人们的认知中,通常是渺小、卑微、生命短暂的代名词。它们日出而作、日落而息,为生存奔波,为一粒米而争斗.............
  • 回答
    关于《伤寒论》方剂的剂量问题,李时珍和李可(李可染)的观点确实是大家比较关注的,而且存在一定的争议。要说谁“靠谱”,不能一概而论,而是要看从哪个角度去理解,以及在实际应用中如何权衡。李时珍的剂量观:源于经典,注重辨证首先,我们得明确,李时珍是明代伟大的医药学家,《本草纲目》是他集大成的著作,虽然《本.............
  • 回答
    确实,单从视觉的逼真度和技术的精湛度来说,现在的CG(计算机图形学)已经能创造出令人叹为观止的画面,很多时候甚至比我们亲眼所见的现实还要“真实”几分。然而,要说CG“超过”当代艺术,我个人觉得有些为时过早,或者说,这种“超过”可能只是停留在表面的感官体验上。而当代艺术之所以价值依然远超CG,其原因深.............
  • 回答
    关于线虫交配可带来长达 300 代的表观遗传学变化的发现,这确实是一个引人入胜的研究成果。这不仅仅是简单地看到了繁殖后代的“延续”,而是触及到了遗传信息传递更深层次的机制,而且其持续时间之长,确实令人称奇。除了这个核心发现本身,围绕这一研究,还有很多值得我们深入挖掘和关注的方面,它们共同构筑了这项研.............

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有