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可觀測宇宙的范圍遠遠超出了以光年為單位的其年齡,因為在遙遠光線傳播的過程中,空間本身已經膨脹了。然而,即使在這片廣闊的區域內,一些星系也注定會永遠從視野中消失。圖片來源:Shutterstock
宇宙的膨脹使得宇宙距離遠不如簡單測量光傳播了多久那樣直觀。
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膨脹的宇宙讓距離更難定義,因為光在傳播時空間一直在膨脹。天體持續發光,但當這些光向我們傳播時,星系之間的平均距離在增加(是的,我知道有時星系會碰撞,但我們這里說的是平均情況,在大尺度上)。
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當來自遙遠星系的光經過數十億年的傳播最終到達望遠鏡時,它展示的是該星系過去的樣子。它無法直接告訴我們這個星系現在有多遠。為了估算它現在的距離,天文學家會使用一個宇宙學模型,該模型會考慮光傳播期間宇宙膨脹了多少。
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主導模型被稱為ΛCDM,它既包含暗物質(不同章節)也包含暗能量(不同章節)。其優勢和局限性可以討論(不同章節),但替代模型通常不會對基本圖景產生太大改變。
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膨脹拉伸了可觀測宇宙
我們能看到的最遠距離——考慮到宇宙自誕生以來一直在膨脹——大約為450億光年。這個距離被稱為粒子視界、宇宙學視界或共動視界,具體稱呼取決于你當下想用哪種說法。這就是我們可觀測宇宙的范圍,也就是我們此刻能看到的最大范圍。
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但是等等,45難道不大于13.77嗎?這難道不意味著宇宙膨脹的速度比光速還快嗎?是的,是的,確實如此。
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這沒什么大不了的。那是因為光速限制只適用于局部觀測——我