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可观测宇宙的范围远远超出了以光年为单位的其年龄,因为在遥远光线传播的过程中,空间本身已经膨胀了。然而,即使在这片广阔的区域内,一些星系也注定会永远从视野中消失。图片来源:Shutterstock
宇宙的膨胀使得宇宙距离远不如简单测量光传播了多久那样直观。
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膨胀的宇宙让距离更难定义,因为光在传播时空间一直在膨胀。天体持续发光,但当这些光向我们传播时,星系之间的平均距离在增加(是的,我知道有时星系会碰撞,但我们这里说的是平均情况,在大尺度上)。
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当来自遥远星系的光经过数十亿年的传播最终到达望远镜时,它展示的是该星系过去的样子。它无法直接告诉我们这个星系现在有多远。为了估算它现在的距离,天文学家会使用一个宇宙学模型,该模型会考虑光传播期间宇宙膨胀了多少。
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主导模型被称为ΛCDM,它既包含暗物质(不同章节)也包含暗能量(不同章节)。其优势和局限性可以讨论(不同章节),但替代模型通常不会对基本图景产生太大改变。
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膨胀拉伸了可观测宇宙
我们能看到的最远距离——考虑到宇宙自诞生以来一直在膨胀——大约为450亿光年。这个距离被称为粒子视界、宇宙学视界或共动视界,具体称呼取决于你当下想用哪种说法。这就是我们可观测宇宙的范围,也就是我们此刻能看到的最大范围。
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但是等等,45难道不大于13.77吗?这难道不意味着宇宙膨胀的速度比光速还快吗?是的,是的,确实如此。
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这没什么大不了的。那是因为光速限制只适用于局部观测——我