跟朋友说到宇宙大爆炸和时空的膨胀,朋友不是很理解这个宇宙的大小(1000亿光年)和宇宙年龄(140亿年)的问题(具体数值不去较真了)。我就跟他描述了一个从小蚂蚁到宇宙的模型:
在一根拉直(但还可以继续拉伸)的橡皮筋上,橡皮筋初始长度为10cm。一只小蚂蚁以恒定的速度从A端走向B端,蚂蚁开始走的同时,橡皮筋以一定的速度开始拉伸,等到蚂蚁走到B点的那一刻,我们可以发现,A点相距B点已经10m远了。橡皮筋的拉伸,就是空间的膨胀,蚂蚁的恒定速度就是光速的恒定,蚂蚁的速度×爬行的时间≠10m,应该是介于10cm和10m之间的一个距离。
再回到宇宙的模型:一颗恒星最初距离我们数十亿光年,它发出一束光向地球飞来,经历了上百亿年的飞行到达地球并被我们观测到,然后人类通过各种方法计算出,当人类接收到光线的那一刻,那颗恒星已经距离地球千亿光年以外了。
这两个模型组合起来朋友表示比较好理解,你们看呢?
由此我引申出几个问题:
(1)比如我们有时会说发现某超新星,距离地球50亿光年,我们看到的是50亿年前它爆炸的样子。其实这个说法是错的?应该不是50亿年前,而是比如30亿甚至20亿年前它爆炸的样子吧?
(2)比如某脉冲星真实的自转周期是1s,那么它一次脉冲信号时长是1s,放在空间中就是300kkm长度的一段光信号,经过数十亿年的飞行到达地球,其实这最初300kkm长度的光信号也被时空的膨胀所拉伸了(光的波长被拉长,红移),那么地球上接收到的信号应该是长于1s的,对吧?
(3)蚂蚁模型中,其实蚂蚁会因为皮筋的拉伸(拉伸速度大于蚂蚁速度),最初它是离B点越来越远的,后来再逐渐接近B点直到到达B点。真实的宇宙中会不会有什么星体发出的光经历了140亿年的飞行仍未到达地球?甚至明明向着地球方向飞,却离地球越来越远呢?如果是这样,那么真实的宇宙会比我们观测到的大得多吧....
在一根拉直(但还可以继续拉伸)的橡皮筋上,橡皮筋初始长度为10cm。一只小蚂蚁以恒定的速度从A端走向B端,蚂蚁开始走的同时,橡皮筋以一定的速度开始拉伸,等到蚂蚁走到B点的那一刻,我们可以发现,A点相距B点已经10m远了。橡皮筋的拉伸,就是空间的膨胀,蚂蚁的恒定速度就是光速的恒定,蚂蚁的速度×爬行的时间≠10m,应该是介于10cm和10m之间的一个距离。
再回到宇宙的模型:一颗恒星最初距离我们数十亿光年,它发出一束光向地球飞来,经历了上百亿年的飞行到达地球并被我们观测到,然后人类通过各种方法计算出,当人类接收到光线的那一刻,那颗恒星已经距离地球千亿光年以外了。
这两个模型组合起来朋友表示比较好理解,你们看呢?
由此我引申出几个问题:
(1)比如我们有时会说发现某超新星,距离地球50亿光年,我们看到的是50亿年前它爆炸的样子。其实这个说法是错的?应该不是50亿年前,而是比如30亿甚至20亿年前它爆炸的样子吧?
(2)比如某脉冲星真实的自转周期是1s,那么它一次脉冲信号时长是1s,放在空间中就是300kkm长度的一段光信号,经过数十亿年的飞行到达地球,其实这最初300kkm长度的光信号也被时空的膨胀所拉伸了(光的波长被拉长,红移),那么地球上接收到的信号应该是长于1s的,对吧?
(3)蚂蚁模型中,其实蚂蚁会因为皮筋的拉伸(拉伸速度大于蚂蚁速度),最初它是离B点越来越远的,后来再逐渐接近B点直到到达B点。真实的宇宙中会不会有什么星体发出的光经历了140亿年的飞行仍未到达地球?甚至明明向着地球方向飞,却离地球越来越远呢?如果是这样,那么真实的宇宙会比我们观测到的大得多吧....