关于可观测宇宙，宇宙膨胀及宇宙膨胀速度的一些问题

86848804

  如题，看了本科幻小说，忽然对可观测宇宙以及宇宙年龄，宇宙膨胀速度这些话题有了些兴趣。搜了一下数据，如：可观测宇宙930亿光年，诞生138亿年，膨胀速度73km/s等等。
  注：没有系统的学习相关学科，仅因兴趣爱好。
$ X6 ?) H1 l; Y! v9 h  问题1：宇宙自诞生之初就在膨胀，但若是以宇宙大爆炸的说法为基础，这个膨胀应该是以光速或者超光速从边界向外扩张，但目前观测到的是所有星体都在和我们远离，且越远的星体远离的速度就越快，这不就说明了宇宙应该是从内部整体膨胀变大吗，这样的话宇宙大爆炸的说法是否就站不住脚了？宇宙究竟是从边界向外扩张还是内部整体膨胀？还是两者同时存在。
  问题2：关于问题1中所有星体都在像我们远离，以地球为观测者，不管是问题1中三个答案的任何一个应该都不存在地球上下前后左右所有方向的星体均在远离地球，且越远的星体远离速度越快，除非地球处在距离宇宙中心最近的地方，但很明显不可能，太阳年龄才四十多亿年，第一批恒星应该是诞生于宇宙大爆炸之后的四亿年左右。还是说地球刚好处于宇宙内部整体膨胀的某一个区域的中心？还是说仅仅是因为身处在地球这个观察者之上？
  问题3：如果问题1中宇宙是从边界向外扩张从而变大的，那么宇宙138亿年半径竟然变大到了465亿光年（以地球为中心的可观测宇宙），那宇宙的扩张速度不就是超光速了？而到目前没听说过和“推翻相对论”相关的话题，说明二者目前都是正确的。那只能是因为可观测宇宙直径是以地球为观测者造成的，那是否就能证明可观测宇宙是完全处于宇宙中心的某一个方向的？
  不知道为啥忽然对宇宙的中心有种抓耳挠腮的好奇，第一次恨自己当初为啥没有认真学。没地方发，就发这吧，不知道有没有相关领域的大佬给解解惑。只需要解释个大概意思就行，专业相关的东西说了我也不懂。
  再注：以上所有纯粹个人看法，有的可能说的有点绕，也实在是没辙，多多担待

北风风风风

这个帖子的高度远远超出了诸位所处的地方

wchwch

本人不是民科以及自己编理论的，所有内容都来自中科院物理所，果壳，和科学杂志如《大科技》等。看过的物理科普书有《时间简史》，《宇宙的琴弦》，《一想到有95%的问题留给人类，我就放心了》（美国科普漫画）等科普性较强，理论性知识不是过于复杂的科普。
问题1“宇宙究竟是从边界向外扩张还是内部整体膨胀？还是两者同时存在”
+ m8 u8 K7 B, g3 v宇宙有四大物质，正物质（平常的物质），负物质（比如正电子，一般电子是负价态，正负物质不会释放能量），反物质（按照物理学的解释是存在的，会和正物质湮灭并放出能量）和暗物质（没有实际证据观察到，但是根据理论是存在的，可以产生万有引力让宇宙扩张速度不那么快。目前推测是暗能量让宇宙膨胀，暗物质减缓但随着距离增加越来越难，这也产生了“大撕裂”的宇宙寿终正寝猜想）。
  K9 f- j  b/ m# \* i/ ^: J/ ^, v' [宇宙膨胀是整体的，所以你会看到所有的发光星体都是红移，只有极少数向我们靠近的（仙女座星系）蓝移。
另外宇宙膨胀确实是超光速的，宇宙最初有暴涨时间段，不能超越光速的是物质，至于空间本身是个什么东西，没有定论，但是宇宙暴涨理论说明了宇宙空间的扩张可以超光速。

问题2“以地球为观测者，不管是问题1中三个答案的任何一个应该都不存在地球上下前后左右所有方向的星体均在远离地球，且越远的星体远离速度越快”。
) f# H' N0 i* C' j' V! ^: D等同于问题1，有了看不见摸不着的暗能量（物理学家的猜想，有这么一种能量是宇宙膨胀的动力），因为到处都充斥着这么一种能量，所以都在远离地球。站在地球的角度上，可观测宇宙半径是460亿光年，按照宇宙爆炸的时间以及光速。可以说这460亿光年半径就是我们的“光锥”（有不同的分法，比如角动量距离，固有距离，故始距离等，不一定都是460），都在向我们远离。
仅仅是因为身处在地球这个观察者之上。
* h5 U- X6 I7 T+ g. ]+ z6 w) H
问题3，并没有推翻相对论，相对论不涉及空间。比如力的传导（直径一光年的棍子敲击一下，需要一年才能传到另一端），温度的最低最高（粒子停止运动的绝对0度，以及粒子达到光速的绝对高温）。

查拉图

宇宙没有严格意义上的中心可言，至于有没有边就更难说了，像爱因斯坦以前就认为宇宙可能无边但又界，比如一个球的面。但现在测量的曲率来说，宇观下我不清楚，但宏观范围内依旧符合欧式几何，曲率极小。所以这个问题现在还缺少成体系的解答。
至于不那么严格的宇宙中心嘛……就可观察宇宙而言，认为我们是中心是完全成立的，但这没啥意义，我们对宇宙的认识始终还是极为有限的。
宇宙的膨胀是一个整体的状态，你可以近似为吹气球上原本两点与吹涨后两点的差别，理论上超光速是不可能的，具体为什么我记不太清了，你可以自己找一下

jonysq

跨维度的事情你想象不到的，就像蚂蚁抬头依然看不到我们一样。

jonysq

科学的尽头是神学。你可以发现各种各样的规律，然而规律是哪来的？规矩是谁定下来的？制定法则的人是谁

wchwch

zdododsndb 发表于 2023-1-28 14:15
哥们，你真吊，你是个有实力的娃，可以啊，不知在哪高就

如果了解这一点点知识，皮毛中的皮毛，都有可能在哪里“高就”的话，只能说国内就业竞争市场还是卷的不够厉害
) K* a$ X8 a7 ]

阿布大佬

基于粒子物理和统计物理，我们可以计算上述的大爆炸模型中一些轻元素的宇宙学丰度，也就是它们在宇宙学中的占比。将理论的预言与天文观测值相比较就可以检验大爆炸理论的正确性。目前已经测量的，氦-4和氘的测量值和大爆炸理论的预言符合得相当好。

wchwch

jonysq 发表于 2023-1-16 12:31
科学的尽头是神学。你可以发现各种各样的规律，然而规律是哪来的？规矩是谁定下来的？制定法则的人是谁 ...

' ]) a% u( u6 w* [6 _讨论的是物理学,干嘛绕到神学上去

dingxu110

速度极限是光速指的是 有质量的物体运动速度极限是光速，空间膨胀 空间没有质量 所以和相对论不冲突.

查拉图

jonysq 发表于 2023-1-16 12:31
/ I4 ~3 D0 G7 X( D科学的尽头是神学。你可以发现各种各样的规律，然而规律是哪来的？规矩是谁定下来的？制定法则的人是谁 ...

呃呃，宇宙常数呗，总不能指望真的找一个人格化的神来充当一切的答案吧，这玩意就太前现代了

CCR5

关于你的问题都可以在《时间简史》中解答
问题3的话是大暴涨理论
( k1 m; q1 q7 K! S7 a3 e) M% L问题1，2的话是气球模型

阿布大佬

相对论表达的是，一切物质的传递速度不能超过光速。但是，它并没有禁止不传递信息的物理过程超过光速。

阿布大佬

如果你速度够快，这一百光年的距离你并不需要真的飞一百年，对于你来说，你可能飞10年就够了，甚至完全不需要时间。

阿布大佬

宇宙中的每一点都不会认为自己超过了光速。

a29449370

吹气球会给你答案

zdododsndb

哥们，你真吊，你是个有实力的娃，可以啊，不知在哪高就

a449371533

啊啊啊啊   头好痒  感觉要长脑子了