[閣主民科]宇宙的年齡和直徑


這篇文章的正確題目應該是《為什麼宇宙的年齡是138億年,直徑却有930億光年?》,大長了,更嚴謹一點的題目應該是《為什麼宇宙的年齡是138億年,然而可觀測宇宙的直徑却有930億光年?》,更長了。
注意,這篇文章是「民科」寫的!
「民科」的定義,在「民科」自己的眼裡是「恨不得把『民間』都去掉的『科學家』」,實際上是「民間非專業科普材料一知半解愛好者」。
所以,這篇文章中除了抄來的部分數字正確外,可能根本就是錯的;當然,我希望是對的,如果有錯,也請大家各訴我。
先來聊一個項目:一個人沿直線往外走,一年可以走一公里吧,每走一公里,就有一個人以相同速度往囬走,走囬起點來報告看到第一個人了,「報個平安」,等他走到十公里的時候,第十個往囬走的人踏上征途;等第一個人走到二十公里時,第二十個往囬走的人起程,第十個往囬走的人囬到起點。
現在問:這個項目進行了多少時間,起點的人可以知道的第一個人走到了哪裡?
答案應該很容易吧?項目進行了二十年,由於衹有第十個往囬走的人囬到起點,起點的人可以知道的是,第一個人至少走到了十公里的地方。
如果有一百個一千個一萬個人同時从起點出發,同樣一年走一公里,同樣每年派個人走囬來,那麼到二十年的時候,我們也衹道他們至少走到了十公里的地方,因為第十一個往囬走的人還沒囬來呢。
於是,我們可以說這個項目的「年齡」是二十年,「可觀測半徑」是十公里。
還是這個項目,走得快一點,也就是說不再是一年走一公里了,而是每秒走三十萬公里了,也同樣每年派個人以相同速度走囬來。這樣一走呢,走了138億年,請問,我們至少知道這個人走到了哪裡?
別說數學了,學過算術的都知道,時間乘以速度嘛,時間是總項目年齡的一半,其他的人還沒囬來呢,時間乘以速度,就是距離嘛!大家看出來了,這個人就是「光」,這個項目就是「宇宙」,光走一年的距離是一個光年,那麼光走了69億年的時候,「另一個光」往囬走,我們可以探測到69億光年的位置。
然而事實並非如此。
科學家們告訴我們:宇宙的年齡是138億年,可觀測宇宙的直徑是930億光年!而不是69億光年!乖乖,差了多少?
開什麼玩笑?
不是說大爆炸嗎?一炸,東西往外跑,然後有了恒星、行星,繼續跑,東西一大,速度就下來吧?然後跑得慢一點,再把光傳囬來,我們就看到了多少億光年外的東西,跑出去慢,跑囬來快,所以這個69億光年還是高估的。這樣吧,就算你的那顆恒星是从原點出去,以粒子以光速花了69億到了69億光年外的那個點,然後再「現場組裝」成恒星的,你囬來再花69億年,半徑還是69億光年呀?!
請教別的民科,問了一大圈,有人告訴我:它們是超光速的,恒星也好,粒子也好,它們是超光速往外走的。
好吧,就算你超光速往外跑,這麼着吧,就算你在大爆炸的一霎那,就給炸到極遙遠的地方去了,那你發出的光得往囬跑吧,跑個138億年,那也衹有138億光年的半徑啊!你現在告訴我可觀測宇宙的半徑是465億光年,也就是說光要在138億年裡面走465億光年,光也是超光速的?還講不講科學原理啦?
有人告訴我,宇宙是膨脹的,也就是說,這些星星還在往外跑,超光速跑,為什麼呢?星星發出的光發生了一個叫「紅移」的現像,簡單說吧,一個東西越來越遠,其發出的光的波長會變長,朝紅色區移動,根據波長的變化,就可以算出這個東西的位置及速度。
我告訴你吧,萬惡的測速槍就是這麼給發明出來的,不過不是光波,而是紅外波或者微波,槍上發出一個波,然後根據反射囬來的波的波長和變化,計算出車輛的速度。
好吧,這465億光年,不是光走了465億年,而是這玩意發出的光給我們收到了,我們根據收到的光,算出它現在在465億光年之外。
現在我們可以理解成,它以超光速,到了465億光年之外,然後它在「以前」的某個時間點上,當時還沒有那麼遠,它發出的光,給我們現在收到了,我們算出它現在在465億光年的地方。
說得通嗎?暫時說得通,除了星星可以超光速往外飛。
那麼,現在465億光年位置上的光,是在什麼時候,在哪個位置上發出來的呢?科學家們通過計算,是在「宇宙紀元」38萬年的時候,在距離4200萬光年的位置上發出來的。
慢,4200萬光年?也是說,光在138億减去38萬年的時間裡,走了4200萬光年的距離?你別告訴我,星星可以超光速飛行,而光在真空裡,還可以减光速飛行!我不但不信光可以减光速(其實可以,如光在玻璃中的速度低於真空),我連星星可以超光速都不信。
物質是不能超光速的,那又囬前面的問題去了,星星怎麼到了465億光年外去了呢?同時,4200光年的距離為什麼走了138億减38萬年呢?
以下全是民科看來的:前面說到宇宙是膨脹的,然而並不是星星往外跑,你在游泳池往外游,游泳池並沒有膨脹;你在海邊往外游,海也沒膨脹。
所以星星往遠處走,宇宙沒有膨脹,不能用星星走到多遠,說明宇宙脹到多大。
暈了,暈了。
膨脹是什麼?個人私慾可以是膨脹的,某些器官是會膨脹的。嚴肅點,我們討論嚴肅問題呢!
對了,汽球,往汽球裡打氣,汽球就膨脹了。讓我們在汽球上畫幾個點,一吹,這些點的距離就變大了,而這些點其實就沒動。
宇宙膨脹,簡單地說,就是一個立體的汽球,裡面有好多點,點本身不動(其實是動的,但可以以不動來考慮問題),一吹汽球,點與點之間就越來越遠。
點自己沒動,吹汽球的速度大於光速,星星就以超過光速的速度遠離我們而去了。說得過去。
那麼,為什麼會4200萬光年的光走了137億多年才走囬來呢?因為光也在這個膨脹的汽球上走呀!放一隻螞蟻上去,本來二點是走這久,你一吹汽球,螞蟻的速度 雖然不變,但要走的距離不是長了嗎?坐標系被拉長了,物質不能超光速,但坐標系本身可以超光速。這就好比一輛高速行使的火車,人在車上超反方向跑,他的實際速度要减去列車的速度,是個負數。
慢!坐標系即宇宙是以超光速變大的,光在這個坐標系中實際的速度是負數,那這個光永遠到不了我們這裡!
科學家們補充了一條,宇宙膨脹的速度是變化的,不是一直都超光速的,火車慢了下來,慢到比反方向跑的人更慢的速度,他早晚是跑得囬來的,假定火車足夠長。
所以,光在宇宙膨脹的火車上,用138億减去38萬年的時間,以相對很慢的速度,跑了原本4200光年的距離,這個位置,現在已經在465億光年之外了。
那麼這個點現在發出的光,我們要過多久才看得到呢?答案是永遠都看不到,因為根據宇宙膨脹的原理,我們衹能看到現在距我們160億光年外的現在發出的光(在以後看到),超過這個距離,我們永遠都看不到,因為「紅移」移到光譜之外去了。
問題又來了,不是說可以看到465億光年外嗎?為什麼又衹能看到160億光年了呢?你忘了?你看到的東西在4200萬光年,那東西現在在465億光年。那現在160億光年的東西,等我們看到的時候,它在哪裡了呢?太陽系衹有50億年壽命了,其實我們看不到那麼遠了。
註:
1. 本文是把「我們」這個觀測者作為原始的那個點來思考的,也就是說在「奇點遺址」觀測,而非在地球觀測
2. 38萬年的時候,其實不是星星,而是「宇宙微波背景幅射」,星星要到4億年的時候才產生

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