年龄只有138亿年的宇宙，为啥宽度却有930亿光年？

宇宙历史仅138亿年，为什么直径却有930亿光年？~

宇宙很大，我们通过不断学习就已经知道，人类在整个宇宙中是渺小的存在，它不仅仅面积大，年龄也更是如此，宇宙的年龄达到了几百亿年，可以算作长生不老，在宇宙138亿年历史中，为什么直径却有930亿光年？这是两个不同的单位，存在的时间并不能直接决定宇宙的直径，就像一个人在20岁时一定要达到200斤一样都是错误的结论。
地球作为宇宙中一颗普通的星球，是非常渺小的存在，但它又不是普通的，因为在地球之上存在着这个宇宙已知的唯一高等智慧生物，在地球生命进化的5亿年时间里，是漫长且困难的，对于宇宙的探索，只有几百年，但我们的高科技已经探明宇宙存在138亿年，它的直径更是有930亿光年，也就是说，以光的速度从这头到那头想要穿越宇宙都要经过930亿年，这是何其之大，是我们现在的科技不敢逾越的鸿沟，宇宙之所以这么大，一定程度上取决于他存在的时间，但和时间并没有决定性的关系，就像有的小孩吃得好，长得高，有的小孩家族遗传永远只有那么高，所以宇宙无论多大都是正常的。
可能很多人对光年这个单位并不是非常熟悉，他是宇宙最快的速度单独分出来的一个单位，光的速度达到30万公里每秒，真的是眨眼之间瞬间到达，地球距离太阳的距离差不多有上亿公里，以光的速度都要行走几分钟，通过这个，我们大致可以知道宇宙的直径差不多是几百亿个太阳和地球之间的距离。
在未来探索宇宙是一条必经的道路，因为宇宙中有我们需要的资源，现在文明想要快速发展，必须找到另一种代替石油，天然气煤矿的资源，因为这些资源都是不可再生的，单位来遇到消耗更大的科技产品时，就必须将目标转移到宇宙之中，而且这庞大的宇宙一定有我们需要的。

关于宇宙的起源，宇宙大爆炸理论是目前最主流的一个理论，该理论认为宇宙诞生于138亿年前，一个密度无限大的奇点大爆炸。
如果按照宇宙膨胀速度为光速的话，我们能够观测到的宇宙大小，就应该是一个138亿光年为半径的球体，但按照现有的科学理论，经过一系列的数据演示和推算之下，目前宇宙的可观测直径大约是930亿光年。


这里的光年是一个长度单位，指的是光在宇宙真空中沿直线传播了一年时间所经过的距离。而光是宇宙中最快的速度，宇宙的年龄是138亿年，宇宙的可观测直径930亿光年，这难道不矛盾吗？
宇宙的年龄迄今为止，关于宇宙演化的主流观点就是奇点发生了大爆炸，并且一直以来科学家们都认为宇宙是稳态不变和无限的。


在1916年，爱因斯坦提出了广义相对论，并应用广义相对论场方程对宇宙演化的问题进行研究验证，最后得出的结果却是出乎意料，宇宙并不是稳态不变的，是一直都在进行动态变化，很明显这和当时的主流科学观点不相符，不过最后爱因斯坦却接受了宇宙是稳态的，与此同时还在其场方程中加入了宇宙学常数。


直到1929年美国天文学家爱德温哈勃通过望远镜发现了许多的河外星系，并且还发现它们都在远离地球，宇宙大爆炸理论的首个证据也被发现，除此之外宇宙背景微波辐射的发现也更加让科学家们确定。
而且很明显的是宇宙一直处在膨胀中，我们试想一下，既然宇宙一直处于膨胀之中，那么或许我们就可以回溯时间，在时间的最初宇宙的所有物质都必定聚集在一个很小的范围内，那么宇宙的年龄就可以根据宇宙大爆炸留下来的证据。
比如星系退行的速度、微波背景辐射、原初核素丰度这几方面得出，很快天文学家哈勃创造出来了哈勃定律，而哈勃常数H0则是天文学上非常重要的数值，并且它的倒数还被天文学家称为“哈勃年龄”。


它指的其实是宇宙按照一定的均匀线性的膨胀速率膨胀到如今花费的时间，但是我们大家要知道我们所处的这个宇宙的膨胀速率并不是一成不变的，它膨胀的速度有快也有慢的时候，因此“哈勃年龄”也只能作为宇宙年龄的一个近似值，也就是说可以作为宇宙年龄的一个上限值。我们人类应用Λ-CDM模型可以精确地计算出宇宙的年龄为138.2亿岁。


宇宙的可观测直径。目前我们人类计算出宇宙的可观测直径为930亿光年，或许大家会对这一问题感到疑问，毕竟宇宙的年龄大约只有138亿岁，首先我们需要理解“可观测宇宙”的概念。
可观测宇宙是一个以观测者为中心的球体空间，包括目前从地球上观测到的所有物质，由于自从宇宙开始膨胀以及这些物体能够产生电磁辐射开始，这些电磁辐射就都会有机会到达我们的地球。


换句话来说就是指物体发出的光有足够的时间到达观测者，也可以说宇宙的可观测直径为930亿光年指的只是人类目前可以观测到的宇宙范围，我们可以理解为就是以地球为核心的一个半径465光年的球体范围，这并不意味着代表着宇宙的最真实范围，只是距离我们465亿光年远外的星系或者物质的光刚刚到达地球被我们看到，但是距离更远的光还没有来到地球。


总的一句话来说就是，可观测宇宙由于光速限制而目前只能看到的范围相对应的现在的宇宙区域，因此我们也可以说可观测宇宙的大小与宇宙年龄有关。
随着宇宙年龄的增大，可观测宇宙的直径依然还会增大，并且我们人类根据现在138.2亿岁的宇宙年龄可以计算出可观测宇宙是以地球为中心，直径为930亿光年的宇宙范围。
宇宙超光速膨胀。在爱因斯坦的狭义相对论中，光速不可超越，每秒为299792.458千米，但自从科学家们发现了宇宙在不断膨胀之后，就认为宇宙膨胀的速度要比光速快得多。


宇宙在最开始的时候并不是现在这个模样，是一个奇点，发生了一次大爆炸，不过在爆炸之后，宇宙也并不是一蹴而就的，在最初爆炸的一秒内，宇宙就迅速膨胀到10光年大小，而一年以后，宇宙的范围直接就扩大了100倍，达到了1000万光年，而目前宇宙仍然在继续膨胀。
其实早在1927年，物理学家勒梅特就从广义相对论中的弗里德曼方程推导出了宇宙在膨胀的观点，但直到两年后，由于天文学家哈勃的发现才证明了这一猜测。
哈勃通过分析了宇宙中星系的光谱发现，河外星系的光谱只有极少数的表现出了蓝移，大多数都表现出红移。


根据多普勒效应，大部分星系正在做远离银河系的运动，蓝移的都是离银河系很近的星系，而红移的都是遥远星系，并且红移值正比于它们与银河系的距离，这就是著名的哈勃定律，而对于这种现象的解释就是宇宙正在膨胀。
根据哈勃定律测量出来的宇宙膨胀速率值，也就是哈勃常数，其数值为67.80±0.77(km/s)/Mpc，这个数值表示的是宇宙中星系的远离速度，相当于每远326万光年（百万秒差距），就每秒增加67.8公里，正负误差为0.77公里。


根据这个数据就可以计算出可观测宇宙半径465亿光年远的星系，远离速度就达到了每秒96.7万公里，是光速的3倍多，所以宇宙在超光速膨胀。
总结客观的来说，宇宙年龄为138亿年，而宇宙又在超光速膨胀，所以宇宙的半径是用138亿年的时间膨胀了465亿光年。
客观的说，可观测宇宙直径为930亿光年其实就是由宇宙空间超光速膨胀引起的，光速只是只是限制运动和信息传递速度的上限，这样其实并不矛盾。

根据宇宙大爆炸理论，宇宙目前的年龄约为138亿年。宇宙最初从一个无限小的奇点膨胀而来，目前的宽度可达930亿光年。由此可见，宇宙的膨胀速度已经远超光速。

但相对论又指出，有质量物体的运动速度不可能超光速，而膨胀宇宙中的星系退行速度肯定超过了光速，这是一个明显的悖论吗？究竟是相对论错了，还是宇宙大爆炸理论错了呢？

事实上，哪个理论都没有错，并不存在悖论。而且宇宙实际宽度远超930亿光年，宇宙之大超乎想象。即便宇宙膨胀速度远快于光速，也不会与相对论矛盾。

奇点最初并不是在空无一物的空间中，宇宙最初没有空间。随着时间的推移，宇宙不断膨胀，空间自身变得越来越大，宇宙膨胀其实是空间结构自身在不断增长和扩张。

空间结构在每一处都会膨胀，导致空间中的星系会被互相拉开，星系之间被迫互相远离而去。并且远离速度会随着距离的增加而变大，因为距离越远，空间在单位时间内扩张得越多。

关于空间膨胀现象，我们可以通过气球来简单解释。如果我们不考虑气球的内部和外部，把气球表面视作空间结构。在气球表面上画一些点，以此表示星系。假设当气球膨胀时，每过一秒，原来1米的距离会变为2米。

随着气球的膨胀，表面上的每个点都会远离其他点。如果A点与B点之间相距1米，那么，1秒后，它们相距2米，它们之间互相远离的速度为1米/秒。如果A点与C点之间相距2米，那么，1秒后，它们相距4米，它们之间互相远离的速度为2米/秒。以此类推，当两个点之间的距离达到30万千米时，那么，1秒后，它们相距60万千米，它们之间互相远离的速度为30万千米/秒，这已经超光速了（真空光速为299792458米/秒）。

虽然气球上的点本身并没有动，但气球膨胀会让点与点之间的距离逐渐变远。只要两个点的距离足够远，它们就会以超光速远离彼此。

宇宙膨胀也类似于此，星系超光速退行是由空间本身膨胀所致，而空间的超光速膨胀不会受到包括相对论在内的任何理论的限制。因为空间不是物质，也不是能量，空间能以任意速度膨胀。根据目前的哈勃常数来计算，只要目前宇宙中星系之间的距离超过140亿光年，由于它们之间空间的快速膨胀，它们之间互相远离的速度就会超过光速。

正因为如此，即便宇宙才诞生了138亿年，但宇宙的半径能够远超138亿光年。另外，直径为930亿光年是可观测宇宙的大小，这是我们在地球上所能看到的宇宙范围。因为空间在超光速膨胀，而宇宙的存在时间和光速都是有限的，所以我们只能看到有限大小的宇宙。据估计，宇宙的实际宽度可能高达数十万亿光年，还有更大的宇宙是我们目前所无法观测到的。

宇宙膨胀的速度是要远远超过光速的，而且我们目前的探测手段其实是基于之前的宇宙微波辐射而推断宇宙的年龄以及直径的。

这个其实也很容易理解呀，一个比较容易理解的说法就是一个人出生开始也是有宽度的。不是从0开始生长的。而宇宙在出生之前是否拥有宽度，这个从逻辑上来说也是可能的。

因为宇宙膨胀的速度比光速要快一些，而且奇点爆炸的影响很大，所以年龄只有138亿年的宇宙，宽度却有930亿光年。

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