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春风十里不如你,可惜不是你,战国地图-蜗牛连接王


你或许会经常听到“世界胀大的速度比光速还快”这样的言辞。可是,这种说法和“绿色比高兴更重要”相似,它是彻底没有逻辑可言的,乃至不能用对错来评判。

在议论世界胀大的时分,请记住:世界不是在以一个特定的速度胀大,它胀大的速度随观测者间隔的添加而加速。现在世界胀大的速度大约是每秒70千米每百万秒间隔(1秒间隔大约等于3光年)。这意味着假如一个星系间隔咱们大约一百万秒间隔,那么它“离咱们越来越远”的平均速度为70千米每秒。相似的,间隔咱们两百万秒间隔的星系“离咱们越来越远”的平均速度为140千米每秒。



留意文中拗口的遣词:咱们说悠远的星系在“离咱们越来越远”,而不是在“远离”(由于悠远的星系是跟着它们地点空间的胀大而离咱们远去,而不是它本身具有远离咱们的速度)。



开端的时分,红点和黄点之间的间隔为1,红点和绿点之间的间隔为2。当咱们将“世界”的尺度变为本来的两倍时,红点和黄点之间的间隔变为了2,红点和绿点之间的间隔变为了4。黄点退行的速度为1,而绿点的退行速度为2。看起来绿点比黄点“运动”得更快,实际上一切的点在空间胀大的过程中都是停止的。

幻想世界胀大最简略的办法便是幻想一个常见的物体胀大,例如气球。假定你有一个爬满了蚂蚁的气球,然后慢慢地给它充气,那么那些离得十分近的蚂蚁简直感觉不到气球的胀大。可是,假如两只蚂蚁相距越远,胀大导致的间隔添加就显着。假如一只在气球一端的蚂蚁测验去另一端访问她的姐妹,她或许会发现她们之间的空间间隔添加的速度比她们彼此挨近的速度更快。



当间隔满意蚂蚁匍匐导致空间间隔以必定速率减小的值和气球胀大导致空间间隔以必定速率添加的值持平时,该间隔称为“蚂蚁视界”。任何相距超越该间隔的两只蚂蚁将永久无法相遇。相应的,任何坐落该间隔之内的两只蚂蚁则有或许相遇(假如它们想的话)。在上面的图片中,假如蚂蚁的速度为2,那么从黄点动身的蚂蚁能够抵达红点,可是从绿点动身的蚂蚁会发现它和赤色的间隔始终不变(假如它一向朝红点爬)。



“蚂蚁视界”是一种相当好的可见世界边际的模仿。蚂蚁移动的速度可被其所处在气球的那部分所表现出来。而光传达的速度和它穿过的空间的状况与之相似 (从专业的视点来说,是和在空间中“停止”的物体相关。假如上述从绿点动身的蚂蚁是一束光,地球坐落红点,咱们会感觉到这个光子似乎是停止的!由于光向咱们挨近的速度和世界胀大的速度刚好相同。假如有外星人在绿色点方位,那么他们会发现这个光子的确以光速远离,由于它们跟着空间胀大而“远离”该光子。当然,上述的描绘都是以地球,即红点为参阅的状况下)。



咱们所能看到最陈旧的光子,来自十分挨近可见世界边际内侧的当地。但这并不是说超越可见世界边际的物体的运动速度就比光速快(简直一切星系、气体和各种物体的运动速度都比“气球”胀大的速度要慢得多),而是来自更远处的光子,由于光速赶不上空间胀大的速度而无法被咱们观测到。可见世界外的光子依旧以光速运动,而且它们也一向在测验着向咱们挨近,但空间胀大得真实太快了。



接下来,该模仿将不再适用,而且会使咱们发生直觉过错。当咱们在给气球充气时,气球的两头的确在彼此远离。你能够用一把尺(卷尺)和计时器丈量,然后提问:“学习物理的店员们,能告诉我气球胀大的速度是多少吗?”。更糟糕的是,当一个气球胀大时,它是向着周围的空间胀大的。这也引出了一个问题:“世界在向什么当地胀大?”。但请记住,一切物理学家关怀的都是世界中物体间的联络(气球外表上的东西)。假如你在气球外表上画一幅画,不管气球是被揉捏凹下去,乃至是被里外倒置,你的画都不会发生变化(一切的间隔、视点、密度等等都坚持相同)。



风趣的是:用气球比方世界或许是彻底过错的。由于依据现代天文学最新的观测数据,世界是平直的,这代表着世界并不是一个关闭的球面或许超球面,即咱们在恣意方向上走无穷远的间隔都不会回到起点。这意味着咱们无法用速度来描绘世界的胀大(由于咱们没有“气球的远端”来做参阅,咱们只能说,和咱们相距多少远的当地,世界胀大速度是多少)。

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