宇宙膨胀速度远超光速,宇宙远超难道违反了相对论中的膨胀光速限制?
1、宇宙膨胀速度远超光速,速度速限难道违反了相对论中的光速光速限制。众所周知,难道自诞生伊始,违反宇宙便在不断扩大,相对越是论中遥远的地方,膨胀的宇宙远超速度便愈发迅猛,以至于整个宇宙的膨胀膨胀速率竟能超越光速,而且是速度速限远超。然而,光速按照爱因斯坦的难道相对论,光速才是违反宇宙速度的上限,超光速膨胀的相对宇宙似乎与相对论产生了冲突,这究竟是何道理。
2、难道相对论有误。首先,让我们深入了解光速的世界,探讨接近光速将会面临何种情景。在我们的宇宙中,移动速度总会有一个极限,那就是光速。不要以为给一个物体持续的能量就能使其速度无限提升,这种观念是建立在绝对时空观之上的。
3、相对地,爱因斯坦向我们揭示了时空的相对性——随着物体速度的增加,其质量也会随之增大。当物体速度接近光速时,其质量将趋于无穷大,因此没有任何物体能够突破光速的屏障。此外,随着速度的增大,物体在时间这一维度上的流逝速度就会减慢,因为爱因斯坦将时间视作一个维度。
4、这就造成了所谓的时间膨胀效应,或钟慢效应。假设你在地球上静止,而我则乘坐一艘飞船以高速离去,对你而言,我的时间就仿佛放慢了。当我再度返回地球,你会发现自己已老去,而我却依旧年轻。
5、然而,只有在速度尽可能接近光速的情况下,时间膨胀效应才会显著,而在我们日常生活中所经历的速度与光速相比实在是微不足道,因此很难直接体验到时间膨胀效应。时间膨胀效应是时空的共同作用结果,其目的在于防止超光速现象的出现,时空的一切都阻止了超光速物体的生成。那么,如果任何物体的速度都不能超越光速,为何宇宙膨胀的速度却能突破这一限制。
宇宙膨胀速度远超光速,难道违反了相对论中的光速限制?
1、科学家们早已观察到,离地球越远的天体远离速度也越快。例如,一个位于5000万光年之外的星系,其远离地球的速度约为每秒公里,而位于3.3亿光年远的星系则约为每秒7000公里。星系越遥远,退行速度也越快,这是上个世纪20年代,著名的天文学家哈勃所发现的规律,这也被称作“哈勃定律”,即宇宙膨胀定律。科学家们进一步探究发现,哈勃定律的适用性非常广泛,哪怕是距离地球百亿光年之遥的天体,也依然遵循这一定律。
2、那么,相对论中关于光速的限制为何未能约束住宇宙的膨胀速度呢。这里需要强调,相对论之所以称之为“相对”,含义就在于其中的光速限制是有条件的,并不是绝对的。这一限制主要适用于惯性系间的相对运动,也就是说,是针对同一空间位置上物体间的相对运动。再回到之前的例子,你仍在地球上,而我乘坐飞船离去。
3、对你来说,我的时间流逝减慢了。然而,这种“减慢”并不是绝对的。如果我不再返回地球,“减慢”就失去了意义,因为我同样会发现你的时间也在减慢,因为运动是相对的,你对我来说也在运动。因此,只有当我再次回到地球,与你处于同一位置,你才能发现我的时间确实流逝得慢了。
4、为何不是你的时间减慢了呢。这就是所谓的“双生子佯谬”,这将在之后的科普文章中进行详细讲解。
5、宇宙膨胀的过程中,星系本身并没有移动,超光速的并不是星系本身,而是星系间的空间在膨胀,星系相对于空间是静止的。宇宙膨胀加速的原因是什么。