🕎 🈯️ 👩‍🎓 向伊桑80号提问：空间扩展的速度是否快于光速？ 👩🏿‍🤝‍👨🏾 ↩️ 👌🏾

如果是这样，爱因斯坦的相对论如何应对这种特殊和一般的问题？

如果您觉得一切都在掌控之中-您行驶太慢。
- 马里奥·安德雷蒂（Mario Andretti）

本周末意味着我再次从您发送的问题中选择一个问题，本周我们很幸运地收到一个困扰您的问题，扭曲了空间和时间。读者想了解更多有关不断扩展的宇宙，相对论和暗能量的最大奥秘：

众所周知，宇宙会随着加速度而膨胀。膨胀速度是否可能超过光速？如果是这样，这会不会与爱因斯坦的理论相矛盾？

首先，光速是多少。

无论您身在何处，无论身在何处，都对您在太空中的活动造成了严重的限制。可以断定，您花费的能量越多，您移动的速度就越快。尽管如此，它只能持续到一定的极限。如果您以每秒几米，每小时几千米，甚至每秒几千米的速度移动，因为地球在太阳的轨道上移动，那么您甚至都不会注意到以无限速度移动的限制。

但是它们仍然存在。移动得越快-在空间中移动的速度就越大-在时间中移动越慢。想象一下，您在地球表面上处于静止状态，您的朋友从您的位置起飞，然后乘坐喷气式飞机环游了世界。分手之前，您以微秒为单位同步时钟。

如果您的手表足够灵敏，那么当您的朋友回到您身边时，您会发现手表有些不同步。您的手表显示的时间要比朋友的手表晚一些-时差约为十分之一微秒，但仍然会存在。

而且，您移动得越快，时差就越大。

国际空间站上的宇航员钟在90分钟内绕地球飞行，返回后滞后了几秒钟。即使使用常规手表，这种差异也变得明显。

奇怪的是，手表不仅以不同的速度走不同的时间，而且以不同的速度走动。

时钟在高速下变慢的事实是时间和空间相连的事实，而在空间中快速移动意味着时间变慢。空间和时间之间的关系取决于光速。您越接近光速，时间的渐近渐近地接近零。

因此，可以在大气的上部以接近光速的速度生成平均寿命为几微秒的不稳定粒子μon，并到达地球表面。这是一条100 km的路径，如果他以300,000 km / s的速度沿它移动2.2微秒，他将分崩离析，只走了整个路径的0.6％。介子设法到达表面的事实-如果您伸出手，每秒大约有一个介子会飞过它-这是由于这种相对效应造成的。

那宇宙的膨胀又如何呢？您知道，如果选择一个星系，平均而言，事实证明它离您的距离越远，它移动得越快。处女座星系团中的星系位于50-60百万光年的距离，以1200 km / s的速度离开我们。维罗妮卡发簇中的银河系距我们3.3亿光年，以7000公里/秒的速度从我们这里移动。

我们看得越远，这些星系和星团移动得越快。当然，由于局部运动和重力引力的影响，会有几百或几千km / s的偏差，但是在大范围-远距离上-您可以看到它们离您越远，它们移动得越快。这种观察是由埃德温·哈勃（Edwin Hubble）于1920年代首次提出的，它导致了哈勃定律或支配宇宙膨胀的定律。利用最好的现代观测手段，我们可以确认该定律在各个方向上数十亿光年的有效性。

“第二，”我几乎可以听到您的反对意见。 “光速怎么样？”

确实，光速如何？当然，这种看不见的障碍-阻止所有类型的物质运动超过某个限制-将成为法律并从某个角度阻止星系，对吗？如果以这样的速度移动，时间渐近趋于零，并且停止移动，而时间却不能后退，因为那样一来，星系就会及时后退，对吗？

但是我们隐藏了其中一个难题。作为限制，光速仅适用于在空间中同一位置彼此相对移动的对象。

当您的朋友从飞机上飞下来并落后于您的手表回来时，这是因为您在同一地点相遇。当宇航员返回地球，而旅程的持续时间少于您的旅程几秒钟，这是因为您在一个地方。甚至μ子以近光的速度移动，也相对于您在地球上的参照系移动，因此您观察到了这些影响。

但是在宇宙的远处，这些星系根本不会移动。它们之间的空间正在扩大，各个星系相对于空间处于静止状态。

您可能会反对，“您怎么知道的？”

您可以进行测试：查看遥远的星系，测量它们的红移和到它们的距离。因此，您可以根据相对论的所有预测来验证它们以惊人的速度运动。

MOT可以有两种类型：在平坦的静态空间中运行的特殊MOT，在该空间中，仅对象在空间和时间中的移动很重要。以及一般的MOT，空间本身会发生变化和/或收缩，物质和能量将决定时空的曲率，而SRT则位于该系统的顶部。

这就是两个预测的不同之处：

强烈，对吗？事实证明，我们的观察结果支持广义相对论，并且排除了静态空间的选择。

这到底意味着什么？即使我们在这里添加暗能量，这对我们正在扩展的宇宙意味着什么？

这意味着随着时间的流逝，遥远星系发出的光已经非常强烈地转移到红色光谱中，这导致了宇宙学红移的出现。

这意味着宇宙如此遥远，以至于那里发出的光永远不会到达我们。目前，所有这些部分都位于距离我们461亿光年的距离。

这就意味着，距离我们超过4.5吉帕秒（14-15亿光年）的任何物体，对于我们以及我们所做的一切，无论现在还是永远，都是遥不可及的。所有这些物体，占可观察宇宙体积的97％，超出了我们的承受范围。即使是现在发射的光子也永远无法到达它们。

因此，是的，在宇宙膨胀中捕获的所有物体都以越来越快的速度飞离我们。足够的时间将会过去，并且它们都将以比光速更快的速度远离我们，并且从原理上讲，无论我们以多快的速度建造火箭或以光速发送多少信号，它们都将变得遥不可及。

那我们该怎么办？

齐心协力，在为时已晚之前，尽快开始银河系间旅行。由于空间的扩大，今天的宇宙正在消失。尽管没有物体以比光速更快的速度在时空中移动，但对空间结构的扩展没有任何限制。空间可以实现它想要的。

因此，感谢您提出了一个奇妙的问题，如果答案对您而言似乎很神秘，那么您将受到以下启发：除非我们能做一些事情，包括飞往遥远星系的飞行，否则宇宙将从人类的视野中消失，或者-如果有办法-接近遥远星系给我们的星系。向我发送您对以下文章的问题和建议。

向伊桑80号提问：空间扩展的速度是否快于光速？

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