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作者
標題 Re: [問卦] 為什麼宇宙膨脹速度大於光速
時間 Fri Jun 25 21:59:14 2021
作者
標題 Re: [問卦] 為什麼宇宙膨脹速度大於光速
時間 Fri Jun 25 21:59:14 2021
![[圖]](/img/ansi/6/66c8c6f532.png)
想像ABCD是在氣球上靜止不動的四隻螞蟻，原本AB距離10，CD距離20。
當我們一吹氣，因為氣球的膨脹，AB距離就變成30，CD距離變成60。
如果我們持續的吹氣，AB和CD就會持續的遠離，這時候AB之間和CD之間
就存在一個彼此遠離的速率。
這個速率和螞蟻本身能爬的多快無關，而是取決於AB/CD之間的距離，
以及我們吹得多大力。
回到現實世界，宇宙膨脹就是氣球膨脹，而光速就是螞蟻爬行的速率上限。
從這裡面我們可以看出：
1. 空間中（氣球表面）的每一點都在膨脹，所謂宇宙膨脹並不只是宇宙
的外圍持續在擴張。
111222333
111222333
111222333123 444555666
456 -> 444555666 大概是這種感覺吧 不知道有沒有比較好懂
789 444555666
777888999
777888999
7778889992. 宇宙膨脹不需要額外的、外界的空間去容納它，就像氣球表面膨脹，
並不是先有一些「空的」表面空間，新的氣球表面再去佔滿它，而是
氣球表面本身創造了更多表面。
並不是先有一些「空的」表面空間，新的氣球表面再去佔滿它，而是
氣球表面本身創造了更多表面。
3. 如果我們把膨脹想成是空間創造更多空間，就很容易理解為什麼「原本
距離越遠的物體，彼此遠離的速率越快」。就像一開始氣球圖上所示：
AB之間原本有10m的空間，吹氣1秒後變成30m，也就是多產生了20m的空
間，彼此遠離的速率就是20m/s。
距離越遠的物體，彼此遠離的速率越快」。就像一開始氣球圖上所示：
AB之間原本有10m的空間，吹氣1秒後變成30m，也就是多產生了20m的空
間，彼此遠離的速率就是20m/s。
CD之間原本有20m的空間，吹氣1秒後變成60m，也就是多產生了40m的空
間，彼此遠離的速率就是40m/s。
如果有EF原本距離300,000km，遠離的速率就是600,000km/s，自然就超
過光速了。
4. 於是，觀察我們的氣球宇宙：
AB: 20m/s = 2 x 10m
CD: 40m/s = 2 x 20m
我們可以得到這樣的公式：
遠離速率(m/s) = 2 x 距離(m)
這裡的2就是所謂的宇宙膨脹速率，也就是我們氣球吹得多大力，這裡
它的單位是m/s／m。在現實世界裡，這個公式就是大名鼎鼎的哈伯定理
它的單位是m/s／m。在現實世界裡，這個公式就是大名鼎鼎的哈伯定理
v = H x D
而H就是哈伯常數，根據目前的觀測是74km/s／Mpc。pc代表秒差距，也
是一個天文學上的距離單位，相當於3.26光年，而Mpc就是百萬秒差距。
也就是說，目前宇宙的膨脹速率是「當兩物體距離326萬光年時，每秒遠
離74km」。
是一個天文學上的距離單位，相當於3.26光年，而Mpc就是百萬秒差距。
也就是說，目前宇宙的膨脹速率是「當兩物體距離326萬光年時，每秒遠
離74km」。
總之，其實「宇宙膨脹速度超過光速」本身就不是一個正確的描述，應該說
「宇宙膨脹造成物體遠離的速率，有可能超過光速」。而宇宙膨脹的速度則
是以哈伯常數來代表。
「宇宙膨脹造成物體遠離的速率，有可能超過光速」。而宇宙膨脹的速度則
是以哈伯常數來代表。
最後，關於「宇宙在膨脹那我們有沒有在膨脹」答案是沒有。不是因為整個
宇宙一起膨脹所以我們感覺沒差，也不是因為尺度太小測量不到，而是因為
我們的組成原子分子間有電磁力把彼此拉住，而星球間有重力來維持結構。
宇宙一起膨脹所以我們感覺沒差，也不是因為尺度太小測量不到，而是因為
我們的組成原子分子間有電磁力把彼此拉住，而星球間有重力來維持結構。
回到氣球的例子，可以想像氣球有著極為光滑的表面，然後我們給兩邊的螞
蟻各拿一個磁鐵。
當我們吹氣球的時候，如果螞蟻的距離夠近，或是磁鐵本身的磁力夠強的話
，螞蟻就可以拉住彼此，而新增加的氣球表面就會從螞蟻腳下滑過。
但如果螞蟻一開始就距離超遠，彼此間的磁力趨近於零，就回到一開始的狀
況，彼此遠離的速率和距離成正比。
這就是為什麼我們不會感覺自己，太陽系或銀河系在膨脹，但是卻能觀察到
其他星系、星系群、超星系群都正在加速遠離，直到有一天它們全部都會脫
離我們的可視宇宙範圍。
其他星系、星系群、超星系群都正在加速遠離，直到有一天它們全部都會脫
離我們的可視宇宙範圍。
到了那時候，我們仰望星空時所能看見的，就只有自己所在的銀河系的星光
，而外面的整個宇宙將是一片黑暗。
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如果你喜歡科學、小鳥和存在危機的話，強力推薦
Kurzgesagt–In a Nutshell https://youtu.be/uzkD5SeuwzM
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 114.32.160.49 (臺灣)
※ 文章代碼(AID): #1WrU4qN8 (Gossiping)
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Gossiping/M.1624629556.A.5C8.html
※ 編輯: fantasychese (114.32.160.49 臺灣), 06/25/2021 22:00:26
所以我們極為幸運，在宇宙過去和未來幾百億年的壽命中，
能誕生在這個有能力觀測，也還觀測得到宇宙的小小時代。
這是因為仙女座星系和銀河系在本星系群裡的位置本來就還算接近，
這時候星系本身在星系群中的空間移動速度還遠大於宇宙膨脹造成的遠離速度。
相對論限制的是資訊在空間中的傳遞速度，也就是螞蟻的爬行速度。
如果螞蟻站著不動，但彼此之間的空間不斷增加的話，
也是會造成螞蟻相互遠離的效果，但就跟相對論沒什麼關係。
另外如果是在空間中的移動，就會造成時間膨脹的效果，也就是當你以近光速
移動，會覺得別人的時間過得比較快。
但如果是空間本身膨脹造成的遠離，就不會有這樣的效果。例如你把一對雙胞胎
放在宇宙的兩端，雖然他們彼此遠離的速度可能超過光速，但並不會發生「隨著
時間流逝，彼此的年齡產生差異」這樣的現象。
完全正確，這就是為什麼我們會有所謂的「可視宇宙」。前面講到哈伯常數是
「當兩物體距離326萬光年時，每秒遠離74km」那物體距離多遠的時候會每秒遠
離300,000km呢？就是300,000/74 x 326萬光年 = 132億光年，這就是我們以地
球為中心所能看到的可視宇宙的半徑。
這表示超過這個距離的星球，「現在」發出的光，永遠無法達到我們這裡。
但我們還是能觀測到它「過去」發出的光，因為一來它過去距離比較近，
二來它過去發的光到現在也已經跑了一段時間。
如果某個星球距離我們超過465億光年，那我們就連它在誕生之時發出的光也看
不到了，這個距離內的宇宙我們則是稱為「可觀測宇宙」。
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推 : 寫的很好 然後也推Kurzgesagt1F 140.112.218.151 台灣 06/25 22:00
推 : 寫的很好 然後也推KUEIZERO2F 114.137.103.84 台灣 06/25 22:01
※ 編輯: fantasychese (114.32.160.49 臺灣), 06/25/2021 22:02:30推 : 難得專業文3F 210.69.239.100 台灣 06/25 22:02
推 : 推！專業！4F 111.250.11.205 台灣 06/25 22:04
→ : 文組看不懂啦5F 111.82.9.26 台灣 06/25 22:05
推 : 好費腦6F 111.83.249.31 台灣 06/25 22:05
推 : 屌欸！淺顯易懂7F 39.13.161.150 台灣 06/25 22:05
噓 : 假的8F 111.71.213.54 台灣 06/25 22:05
推 : 那到最後只剩下我們跟自己玩 不就完蛋了9F 111.83.221.209 台灣 06/25 22:06
所以我們極為幸運，在宇宙過去和未來幾百億年的壽命中，
能誕生在這個有能力觀測，也還觀測得到宇宙的小小時代。
推 : 看不懂推10F 111.82.22.240 台灣 06/25 22:07
推 : 氣球真的淺顯易懂!11F 125.230.73.112 台灣 06/25 22:09
推 : 專業哦!12F 223.137.75.162 台灣 06/25 22:10
推 : 文組看懂給推，比喻很清楚13F 27.52.226.191 台灣 06/25 22:10
推 : 推！14F 101.10.11.30 台灣 06/25 22:11
推 : 推15F 42.73.214.143 台灣 06/25 22:14
推 : 推16F 220.133.214.233 台灣 06/25 22:14
推 : 那仙女座為何還會離我們越來越近？應該要加速遠離啊17F 98.42.82.15 美國 06/25 22:14
這是因為仙女座星系和銀河系在本星系群裡的位置本來就還算接近，
這時候星系本身在星系群中的空間移動速度還遠大於宇宙膨脹造成的遠離速度。
推 : 跟我想的差不多19F 220.136.143.213 台灣 06/25 22:15
推 : 推專業文20F 59.115.211.135 台灣 06/25 22:19
推 : 推！！看懂了 好有趣啊21F 114.45.230.186 台灣 06/25 22:20
推 : 推22F 94.221.255.95 德國 06/25 22:20
推 : 專業23F 36.233.213.132 台灣 06/25 22:20
推 : 謝謝說明24F 116.241.165.65 台灣 06/25 22:24
推 : 推25F 42.76.66.59 台灣 06/25 22:24
推 : 推26F 1.164.14.214 台灣 06/25 22:25
推 : 我看老高也講一樣27F 101.12.90.236 台灣 06/25 22:26
推 : 推28F 1.172.103.31 台灣 06/25 22:26
推 : 昨天老高有說你的最後一段29F 1.161.243.139 台灣 06/25 22:27
推 : 嗯嗯跟我想的一樣30F 42.74.48.167 台灣 06/25 22:27
推 : 推31F 36.225.214.234 台灣 06/25 22:27
推 : 如果宇宙膨脹的速率可以超過光速，不就代表A物相對於B物的速率可以超過光速？跟相對論的假設要怎麼相容32F 49.216.93.129 台灣 06/25 22:28
相對論限制的是資訊在空間中的傳遞速度，也就是螞蟻的爬行速度。
如果螞蟻站著不動，但彼此之間的空間不斷增加的話，
也是會造成螞蟻相互遠離的效果，但就跟相對論沒什麼關係。
另外如果是在空間中的移動，就會造成時間膨脹的效果，也就是當你以近光速
移動，會覺得別人的時間過得比較快。
但如果是空間本身膨脹造成的遠離，就不會有這樣的效果。例如你把一對雙胞胎
放在宇宙的兩端，雖然他們彼此遠離的速度可能超過光速，但並不會發生「隨著
時間流逝，彼此的年齡產生差異」這樣的現象。
推 : 如果兩星球遠離的速率超過光速 不就觀測不到彼此了嗎？35F 218.166.179.46 台灣 06/25 22:28
完全正確，這就是為什麼我們會有所謂的「可視宇宙」。前面講到哈伯常數是
「當兩物體距離326萬光年時，每秒遠離74km」那物體距離多遠的時候會每秒遠
離300,000km呢？就是300,000/74 x 326萬光年 = 132億光年，這就是我們以地
球為中心所能看到的可視宇宙的半徑。
這表示超過這個距離的星球，「現在」發出的光，永遠無法達到我們這裡。
但我們還是能觀測到它「過去」發出的光，因為一來它過去距離比較近，
二來它過去發的光到現在也已經跑了一段時間。
如果某個星球距離我們超過465億光年，那我們就連它在誕生之時發出的光也看
不到了，這個距離內的宇宙我們則是稱為「可觀測宇宙」。
推 : 難得科學好文37F 220.130.12.74 台灣 06/25 22:31
推 : 推 好文38F 219.68.223.161 台灣 06/25 22:31
推 : 看起來很專業39F 114.38.41.136 台灣 06/25 22:32
推 : 難得優文給推40F 114.39.48.19 台灣 06/25 22:32
推 : 這篇該m了41F 111.251.178.248 台灣 06/25 22:33
→ : dark energy~~~~~42F 1.34.153.96 台灣 06/25 22:34
推 : 推43F 111.82.184.41 台灣 06/25 22:35
推 : 潛顯易懂推44F 123.192.227.79 台灣 06/25 22:36
推 : 八卦清流，看不懂沒關係45F 89.244.217.134 德國 06/25 22:36
推 : 以為後面會出現業業老公46F 111.243.90.24 台灣 06/25 22:38
推 : 我的老天47F 27.242.252.114 台灣 06/25 22:38
推 : 難得優文耶48F 110.28.72.210 台灣 06/25 22:39
推 : 跟我小時候想的差不多49F 1.172.146.22 台灣 06/25 22:40
推 :50F 223.141.161.168 台灣 06/25 22:41
推 : 看懂ㄌ OuO 跟我想的差不多嘛 就是空間51F 111.248.99.11 台灣 06/25 22:41
推 : 推52F 223.139.77.124 台灣 06/25 22:42
推 : 推推推53F 220.133.208.39 台灣 06/25 22:42
推 : 推54F 223.138.137.9 台灣 06/25 22:43
推 : 推，難得清流！55F 1.164.118.42 台灣 06/25 22:43
推 : 推 簡單易懂 我也很愛看Kurzgesagt56F 1.174.59.72 台灣 06/25 22:45
→ : 哈伯常數這東西到底怎麼觀測出來的XD57F 219.91.54.114 台灣 06/25 22:45
推 : 推，難得優文58F 101.12.44.152 台灣 06/25 22:46
→ : 想到倪匡小說～59F 49.216.163.29 台灣 06/25 22:46
推 : 這樣一比 人真的好渺小60F 101.12.89.232 台灣 06/25 22:48
推 : 所以你媽超胖的笑話可以用在這裡嗎61F 118.232.16.24 台灣 06/25 22:49
推 : 很淺顯易懂，推62F 110.30.185.27 台灣 06/25 22:50
推 : 幹 好幾個月沒看這類科學文惹 讚!!!!!!63F 36.229.244.145 台灣 06/25 22:51
推 : 推!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!64F 123.195.202.138 台灣 06/25 22:52
推 : 看懂了 所以為什麼那隻鳥那麼大65F 114.45.5.29 台灣 06/25 22:53
推 : 好文推，淺顯易懂66F 36.225.162.84 台灣 06/25 22:54
推 : 超過光速的推論 是用哈伯的公式算得67F 61.230.72.135 台灣 06/25 22:55
※ 編輯: fantasychese (114.32.160.49 臺灣), 06/25/2021 23:24:55推 : 專業文推68F 180.217.227.38 台灣 06/25 22:57
推 : 謝謝你69F 118.169.231.30 台灣 06/25 22:58
推 : 嗯嗯跟我想的差不多70F 124.154.169.42 日本 06/25 22:58
推 : 恩恩 跟我想打個一樣71F 1.161.166.84 台灣 06/25 23:00
推 : 懂了，給推72F 114.43.167.24 台灣 06/25 23:03
→ : 懂了 總之選大奶就對73F 122.118.233.52 台灣 06/25 23:03
推 : 推74F 180.217.17.166 台灣 06/25 23:04
推 : 推75F 1.163.22.252 台灣 06/25 23:07
→ : 研究這個是有什麼屁用76F 220.136.102.232 台灣 06/25 23:11
推 : 這個版好久沒科普文了！清流啊！77F 36.225.54.70 台灣 06/25 23:14
推 : 大推～78F 1.169.103.130 台灣 06/25 23:14
推 : 最強的頻道無誤，口條也超好79F 61.223.183.220 台灣 06/25 23:17
推 : 超推!!!80F 111.254.48.104 台灣 06/25 23:18
推 : 推啦，好久不見的清流優文81F 220.130.168.116 台灣 06/25 23:18
推 : 推！82F 1.162.162.37 台灣 06/25 23:19
推 : 推83F 122.116.7.77 台灣 06/25 23:20
推 : 看完了突然覺得好感動喔84F 122.121.20.201 台灣 06/25 23:21
推 : 看完影片直接按了訂閱+小鈴鐺
超爆幹讚85F 114.43.187.92 台灣 06/25 23:23
超爆幹讚85F 114.43.187.92 台灣 06/25 23:23
推 : 亮子你挺膨脹啊87F 1.171.4.191 台灣 06/25 23:25
推 : 謝謝說明88F 39.12.216.220 台灣 06/25 23:25
推 : 淺顯易懂推一個89F 223.138.205.162 台灣 06/25 23:29
推 : 清流認真文！90F 49.216.165.250 台灣 06/25 23:30
推 : 推91F 1.163.5.142 台灣 06/25 23:34
推 : 推優文92F 1.171.114.68 台灣 06/25 23:34
推 : 推 很好理解93F 101.9.96.28 台灣 06/25 23:35
推 : 科普好文耶94F 61.230.55.62 台灣 06/25 23:36
推 : 太神啦95F 39.9.75.31 台灣 06/25 23:36
推 : 太神啦,線上地科96F 220.136.210.31 台灣 06/25 23:39
推 :97F 118.232.67.236 台灣 06/25 23:41
推 : 推。好可怕98F 114.136.162.152 台灣 06/25 23:41
推 : 推99F 220.136.34.167 台灣 06/25 23:42
推 : 比喻淺顯易懂 真的很棒292F 36.239.148.57 台灣 06/26 15:06
推 : 推，我超愛這個頻道293F 1.161.128.127 台灣 06/26 15:21
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想像ABCD是在氣球上靜止不動的四隻螞蟻，原本AB距離10，CD距離20。 當我們一吹氣，因為氣球的膨脹，AB距離就變成30，CD距離變成60。 如果我們持續的吹氣，AB和CD就會持續的遠離，這時候A …296F 249推 1噓- 其實第一篇saar板友的推文就是正解了 後面關於光速和相對論的討論雖然精采 但和原po的問題其實關聯不大 推 saar:科學人有出宇宙物理專輯 裡面有提到 這是對光速的誤會08/31 20:42 → …83F 71推
- →台灣 06-25 22:40突然進入這麼專業領域好不習慣
- →台灣 06-25 23:20民進黨超前部署比宇宙膨脹還快
(fantasychese.): Re: [問卦] 為什麼宇宙膨脹速度大於光速 - Gossiping板