是的,宇宙本身最终会超越光速。但具体如何实现这一点有点复杂,所以我们从头说起:大爆炸。大约 140 亿年前,宇宙中的所有物质都被抛向四面八方。第一次爆炸仍在向外推星系。科学家之所以知道这一点,是因为多普勒效应等原因。其他星系发出的光的波长在远离我们时会发生变化,就像救护车警报器的音调在经过时会发生变化一样。 以距离我们约 30 亿光年的星系团长蛇座为例。天文学家通过观察来自星系团的光,测量了地球与长蛇座的距离。通过棱镜,长蛇座的氢看起来像四条带,分别是红色、蓝绿色、蓝紫色和紫色。但是在长蛇座的光到达我们之前,色带已经向光谱的红端(低能量端)移动。在穿越宇宙的旅途中,光的波长被拉长了。光传播的距离越远,波长拉长得越厉害。色带向红端移动得越远,光传播的距离就越远。这种偏移的大小称为红移,它可以帮助科学家了解恒星在太空中的运动。然而,长蛇座并不是唯一一个表现出红移的遥远星系团。一切都在变化,因为宇宙在膨胀。更容易看到长蛇座的红移,因为星系距离我们越远,它远离的速度就越快。 约翰霍普金斯大学物理学家查尔斯·贝内特表示,宇宙膨胀的速度是没有极限的。爱因斯坦的理论认为,真空中没有任何东西可以比光速更快,但这一理论仍然成立,因为空间本身正在拉伸,而空间什么也不是。星系不是穿过空间相互远离,而是与空间一起移动——就像发酵面包中的葡萄干一样。一些星系已经离我们很远,而且移动速度非常快,以至于它们的光永远无法到达地球。“这就像跑 5 公里的比赛,但跑道在你跑步时会扩大,”贝内特说。“如果它的扩张速度比你跑得快,你就永远无法到达目的地。” 本文最初刊登于《大众科学》杂志2011年10月号。 |
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