旭岽叨科学吧 关注:5,476贴子:12,692
  • 11回复贴,共1

关于时空膨胀的一个模型以及由此引申出的问题

只看楼主收藏回复

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....


IP属地:浙江1楼2016-09-28 13:03回复
    关于第2个问题也可以反向理解,比如一颗超新星大爆发的时刻,我们地球上的人看见它最猛烈的阶段经历了10天,实际上会不会它只用了2天就完成了最猛烈爆发的动作?


    IP属地:浙江2楼2016-09-28 13:08
    回复
      两个物体相距越远,由于空间膨胀彼此远离的速度就越大。
      相距较近的星系,会因为彼此之间的引力相互靠近,相靠近的速度大于它们之间空间膨胀的速度,它们就会相相距越来越近直到合并,比如银河系和仙女座星系。
      而更多的星系因为离银河太远,相互靠近的速度远小于空间膨胀速度,所以它们是在不断加速远离银河系的。


      IP属地:浙江3楼2016-09-29 12:28
      回复
        突然感觉,我这个模型里,A点远离B点的速度必须恒定,或者加速度不能太大,否则蚂蚁就永远到不了B点了……


        IP属地:浙江来自Android客户端4楼2016-10-12 00:19
        回复
          第一点宇宙是否在膨胀还没有定论,因为宇宙大爆炸还只是假设。第二点速度合成和时间,按广相说,速度快时间慢,说来理解不了,就这么怪理论。


          来自Android客户端5楼2016-10-23 17:43
          收起回复
            有趣


            IP属地:江西来自Android客户端6楼2016-10-27 19:54
            回复
              我想请教一下,空间膨胀会不会导致物体本身也随之膨胀,就像星系是由引力牵引着的,它们会受到空间膨胀而增加距离,那么普通物体呢,比如柠檬内部也只是由化学键之类的组合起来的,在微观点如原子的电子云范围,它们会不会受到空间膨胀的影响, 或者原子或电子本身也会收影响.


              IP属地:北京7楼2017-05-23 17:32
              回复
                :


                来自Android客户端8楼2021-02-18 22:52
                回复


                  IP属地:海南来自iPhone客户端9楼2024-02-25 06:55
                  回复