宇宙的膨胀速度要远远大于光速,为什么旅行者号还能越过行星去往星际空间?

网友解答: 宇宙膨胀速度远远大于光速是指整个宇宙大尺度而言,在我们附近较小尺度空间,这个膨胀速度是很慢很慢的,慢到可以忽略不计。宇宙膨胀就像一个真在吹气的气球,在气球的表面有密密麻麻的星

网友解答:

宇宙膨胀速度远远大于光速是指整个宇宙大尺度而言,在我们附近较小尺度空间,这个膨胀速度是很慢很慢的,慢到可以忽略不计。

宇宙膨胀就像一个真在吹气的气球,在气球的表面有密密麻麻的星系,随着气球越吹越大,这些密密麻麻的星系就会间隔得越来越宽。但距离很近的星系分开速度并不是很快,而且根据万有引力的影响,还有可能会相互靠近,比如我们银河系和仙女座星系,就在以每秒数百公里得速度相互吸引着靠近。

我们现在用插竹竿来比喻,我们每隔1米插一根竹竿,一条直线上插了100根竹竿,最远的那根竹竿就距离我们为100米。如果这些竹竿在膨胀的时空中(气球表面),均匀的分开,距离我们最近的那根竹竿离开了1米,距离我们就成了2米,而每一根竹竿都以同样的速度膨胀分开,第二根就距离我们4米,第三根距离我们6米,余此类推,最远的那根竹竿距离我们就200米远了。

如果这个时间用了1秒钟,最近的1秒钟就分开了1米,而最远的那根1秒钟就离开了我们100米。再远呢?若干光年以外呢?事实上,宇宙膨胀速度远远没这么快。

欧洲航天局于2013年3月21日发布了当时测量的最新哈勃常数数值,为67.80±0.77(km/s)/Mpc

Mpc表示百万秒差距,大约为326万光年。这个数据是普朗克卫星长期跟踪测量得出来的。这个数据通俗的说就是在距离我们326万光年的地方,星系离开我们的速度每秒钟约67.8公里,正负误差为0.77公里。

然后越远越快,越近越慢,而且是各向同步均匀膨胀的。

看起来这个膨胀速度是很慢的,每秒钟才约68公里,光速是每秒30万公里,差远了。但我们想一想,我们的宇宙已经有930亿光年的可视范围,还不算不可视范围。即使按照这个可视范围半径来测算,就是465亿光年,是326万光年的14264倍,用这个数值乘以67.8公里,就是每秒约96.7万公里,3倍多光速!

但距离我们最近的天体膨胀速度有多快呢?我们也可以计算出来。326万光年的地方膨胀速度为每秒67.8公里,那么一光年的地方就是67.8公里/326万,等于约21.2厘米。

这样我们就知道了,这种膨胀速度并不影响旅行者号飞出太阳系,前往星际空间。

旅行者1号的飞行速度现在约17公里/每秒,宇宙膨胀速度在1光年的地方才21.2厘米每秒,在我们附近几乎就可以忽略不计了。

按照现在的速度,旅行者1号飞出太阳系引力范围(约半径1光年)还需要7万多年的时间,而每年1光年的地方宇宙膨胀哈勃常数为669公里(21.1x3600x24x365.25/1000000)/年,7万多年就膨胀了4683万公里而已。旅行者1号只要多飞40几天就能抵消宇宙膨胀的速度了。

而且旅行者号探测器在飞行中也享受着宇宙膨胀带来的空间移动,抵消时间还可以缩短。

所以,宇宙膨胀对于我们人类现在近距离的航天(相对于宇宙大尺度来说)几乎没有什么影响。旅行者1号距离我们现在有215亿公里了,只是1光年的440分之一,在这个地方宇宙膨胀的速度0.048厘米/秒,也就是半个毫米,完全可以忽略不计。

这就是时空通讯对宇宙膨胀的理解,也是宇宙膨胀与现阶段航天飞船关系及影响的理解,愿与大家共享。

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网友解答:

宇宙膨胀超光速并不是所有天体都超光速远离地球,而是指达到一定距离以外的天体在超光速远离。

至于多远距离的天体处膨胀速度会超光速,可以根据哈勃常数来计算的,目前观测得到的哈勃常数有三个,分别是用三种不同方法测量到的,分别是最传统的星系距离阶梯、微波背景辐射和双中子星合并引力波。但三种方法测量到的哈勃常数并不一样。。。

双中子星引力波合并测得数值刚好在另外两种方法之间,我们就取它作为标准吧。其数字是大约70公里/秒/百万秒差距,1秒差距相当于3.2615637771418798291光年。。。我们近似保留小数点后两位吧,取3.26,也就是每3260000光年距离每秒膨胀70公里。这样我们就可以计算出大概多远的距离上宇宙膨胀超过光速,当然这是假设膨胀在时间上和空间上都是均匀的,否则我就没法算了。╮(╯_╰)╭也就是说我是不考虑宇宙加速膨胀的。

光速我们也取近似值每秒30万公里。300000÷70×3260000=13971428571.428光年。约等于139.7亿光年,数字刚好接近宇宙年龄有没有。ʘᴗʘ

也就是说,假设宇宙膨胀在时间上和空间上都是均匀的,那它大约在半径139.7亿光年时膨胀超过光速。膨胀超过光速意味着哪里发出的光永远到不了我们这里,也就是这距离外的宇宙是不可观测的。因此我们现在就有了一个可观测宇宙,就是根据这个计算的,但如果你听说过可观测宇宙的半径你会记得数值是465亿光年而不是139亿光年,这是怎么回事呢?

其实这个可观测宇宙的半径范围是一个理论值,是指我们现在能看到的最远的星系距离139亿光年(这是我前面用简单算法算的值,不是真实值),经过138亿年的宇宙膨胀,它现在已经膨胀到离我们465亿光年的地方了。

所以这个所谓的可观测宇宙边缘离我们465亿光年的星系如果现在还在发光的话,它发的光将不会再被我没看到,在此后的几百亿年里,这星系将会渐渐红移并最终消失在我们的可观测宇宙里Oo。...

现在的宇宙膨胀速率别说这一光年的太阳系了,就算是直径20万光年的银河系,其膨胀率也不会阻碍旅行者往外飞。。。何况宇宙膨胀在星系内部的强大引力场下根本不起作用。

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