宇宙大爆炸使得宇宙加速膨胀
爱学习物理的小猫2020-03-15 00:22
宇宙大爆炸
“大爆炸宇宙论”（The Big Bang Theory）认为：宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。这个理论的提出类似于黑洞的提出一样，当时大家都认可了牛顿万有引力定律。两个物体的吸引力随着距离的增加而减少，而当两个物体质量无限大距离无限小时，那么就会产生无限大的吸引力，当一个天体质量无限大时，那它对靠近它的任何物体都会吸引过去，假如宇宙也是一个天体，不停地缩小缩小时就会变成一个质量很大体积很小的奇点，当内部的力承受不住这种外来压力时就会爆炸从而产生膨胀。
宇宙加速膨胀
宇宙爆炸后就一直在膨胀，类似于上图的膨胀。每个星系之间的距离都在相对膨胀，这种膨胀并不是简单的星系间的相对运动。相信大家一直都有疑问——为什么科学家们总说可观测宇宙是137亿光年？那是因为某些星系发出来的光永远都无法传达到我们地球了，光速已经是最快的速度了，那为什么还到不了了呢？说明宇宙膨胀的速度超过了光速，那这个不是和爱因斯坦的相对论中光速不可超越互相矛盾了吗？
举个简单的例子：有一只蚂蚁（光）在一条不是很紧的橡皮筋上由橡皮筋的一头A（某个离地球很远的星系）爬向橡皮筋的另一头B(地球)，橡皮筋现在的长度是10cm，蚂蚁的爬行速度是1cm/s，正常情况下10s后蚂蚁就由A爬到了B,假如我们以2cm/s（一秒钟拉伸橡皮筋2cm）的速度拉伸橡皮筋，你会发现无论蚂蚁怎么努力，它永远都无法到达B，因为它的爬行速度远远跟不上橡皮筋的拉伸速度。这也就是为什么137亿光年外的光并不能到达我们地球的原因，那是因为宇宙的膨胀速度已经超过光速了。
银河系和仙女座星系为什么还会相撞呢？
这个主要得益于我们的哈勃望眼镜，通过大量的观察得到的数据，数据显示空间相对膨胀距离增加326万光年，那么两个星系的退行速度就会增加70 km/s。举个例子，如果两个星系距离3.26亿光年，它们之间的退行速度约为7,000 km/s，如果两个星系距离32.6亿光年，它们之间的退行速度约为70,000 km/s。根据这个数据可知，当两个星系距离超过约140亿光年时，它们的退行速度会超过光速，也就是说它们彼此星系的光都无法传送到对方的星系上。银河系和仙女座星系距离250万光年，退行速度还没达到光速，所以在约38亿年后，两个星系还是会碰撞在一起形成新的星系。
相撞并不会有很大影响
其实我们星系非常之大，虽然里面有很多的恒星系统和很多的行星，但其实星系还是很空旷的，好比太阳系除地球外的七大行星都并排经过地球和月球的之间的空间也一点不会显得挤。两个星系相撞在一起，会出现恒星碰撞恒星的概率可能比我们家里没电的概率还要低。
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