根据宇宙大爆炸理论的前身——原生原子膨胀说,宇宙之初,存在于一个极小的空间内。
上世纪三十年代,射电天文学兴起。天文学家对银河系中的原始星云物质,和大爆炸的初态合成比例进行了对比,发现数据非常接近。
随后,还观测到了大爆炸产生的宇宙微波背景辐射。至此,大爆炸理论基本得到应证。
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而随着哈勃十多年的观测,遥远的宇宙正在快速离去的事实,也得到了证明,这便是著名的哈勃红移。
所谓红移现象,就是指星系或天体所发射出的光线的波长,因为不断地远离而拉伸变长,在我们看来就是红色的。
用气球举例,当我们在气球表面标记不相邻的两点。
当气球膨胀,点与点的距离就会拉长,而实际每一个点相对于气球的位置却是不变的。而且这种远离,会随着距离的不断扩大而加速。这就是宇宙的加速膨胀!
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那宇宙扩张的中心点又在哪里呢?是大爆炸的奇点吗?
量子力学认为,奇点的所在,最初并不是在空无一物的空间中,所谓“真空”其实并不空,其中应该充满了无处不在的绝对粒子。
而宇宙最初没有空间,正是这种粒子的不断沸腾,才激发出了空间。随着时间的推移,空间结构不断增长和扩张,变得越来越大。
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值得注意的是,空间能以任意速度膨胀,因为空间既不是物质,也不是能量。
科学家观测得到的星系超光速退行行为,是由空间本身膨胀所导致的。所以膨胀并不局限于某一点,而是无处不在的。
在这里我们做个反向推导。如果膨胀中心是大爆炸发生的,空间中的某一个点,那么大爆炸所产生的宇宙背景辐射,也就是最早的光,应该出发于一点,而我们也只能看到从这个点,辐射而出的空间的光。
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但事实上,光无处不在。宇宙微波背景辐射在宇宙中,可以说是非常均匀的。
这也就表明,这些光,是从宇宙空间中的各个点辐射出来的。所以说,扩张的中心并不局限于一点,宇宙处处是膨胀中心。
当然还有一种可能,就是宇宙的中心,存在于某处弯曲时空的褶皱中,那将是我们不可见的更高维度。
以人类目前的理论深度和探测水平,尚且无法企及。既然找不到扩张中心,是不是意味着宇宙膨胀不可控呢?
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宇宙膨胀会停止吗
宇宙的终极未来,是加速膨胀至大撕裂,还是会戛然停止?
通过对GN-Z11星系,这个人类到目前为止,观测到的最遥远天体的观测,天文学家发现:这个早在宇宙诞生后4亿年内就形成的天体,如今已经膨胀到了300亿光年以外!
要知道,宇宙中天体的推行,并不是真正的相互飞离。
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膨胀的只有空间本身!每一个天体在空间中的位置,其实都是相对固定的。
所以根据宇宙红移值可以判断,宇宙是以超光速加速膨胀的!而且宇宙并不是整体的超光速膨胀,只是存在于宇宙的边缘区域。
用洗衣机甩干桶来类比,比较好理解。处于距离甩干桶运动轨迹的中心圆靠外的分子,会因转动半径的加大,而做加速度运动,水分子从而也最先被甩出去。