为什么宇宙都是历史 |
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经过300年的实验和计算,确定了光在真空中的传播速度:令人印象深刻的186282英里每秒。 光在空气中的传播速度会比这稍慢,一些野生实验实际上已经将光减慢到爬行的速度,并似乎使其倒退,但在我们日常生活中遇到的尺度上,光是如此之快,以至于我们实时感知周围环境。 抬头仰望夜空,这种幻觉开始动摇。 位于马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的Floyd Stecker解释道:“因为光从那里到达这里需要时间,‘那里’越远,过去留下的光就越远,所以我们在过去的某个时间看到了所有物体。” 光年 我们看到的是1.2秒前相对较近的月亮,而大约8分钟前距离较远的太阳。这些测量值——1.2光秒和8光分钟——可以用来描述时间和距离。 与其他恒星等更遥远的物体的距离如此之大,以至于以光年为单位——光一年内的传播距离,约为6万亿英里(10万亿公里)。。即使是最近的恒星系统,半人马座比邻星,也距离我们超过四光年,所以在我们看来,它在地球上就像四年多前光开始传播时一样。 通过这种方式,光的有限速度为我们提供了一个对过去有价值的视角,当我们将目光投向宇宙深处时,我们会进一步回顾过去。 Stecker说:“就遥远的星系而言,我们看到它们是数十亿年前宇宙相对年轻时的样子。” 视线之外 有些星系非常遥远,尽管已经旅行了137亿年,但它们的光还没有足够的时间到达我们。也可能有更遥远的物体将永远不为我们所知。 Stecker说:“因为宇宙正在膨胀,而且膨胀似乎在加速,可能会有遥远的星系,如果我们现在因为它们的光没有时间到达我们而看不到它们,我们将永远看不到。” 因此,我们永远无法看到宇宙的现状,只能看到它在不同发展阶段的样子。 要想与宇宙的遥远部分相互作用——看到它们现在的样子——需要一些奇特的旅行方式,比如比光更快的旅行,根据爱因斯坦的狭义相对论,这是不可能的,因为它需要无限大的能量。 Stecker在接受《太空网》采访时表示:“狭义相对论方程意味着,没有什么能比太空中的光速更快。因此,如果在太空中可能出现超光速,那就违反了狭义相对论原理。” 另类理论 有一些方法可以比光传播得更快,而不违反狭义相对论,但这些方法要么在水等透明介质中超过光,要么不涉及信息传输。 打破太空中的光速,获得我们每天在地球上经历的与宇宙同样简单的相互作用,这是一项被认为几乎不可能完成的任务,即使考虑到另类的理论。 Stecker说:“有一些假设但未经证实的理论模型,其灵感来自将量子理论与广义相对论相结合的动机,这违反了狭义相对论。” 这些理论涉及使用超高能量将具有质量的粒子加速到超光速。也有可能通过被称为虫洞的时空隧道走捷径到达宇宙的遥远部分。 Stecker说:“如果稳定的虫洞能够存在于时空中,如果我们能够在穿越它们的过程中幸存下来,那么它们就可以像科幻电影中那样提供捷径。” |