主题：【求助】需要被科普:有关宇宙大爆炸理论 -- 安倚天
家园 【求助】需要被科普:有关宇宙大爆炸理论 连着几晚看了央视10的探索发现，讲的是关于宇宙大爆炸理论的。看完后，有好多问题还是挺迷糊，现列举出来，候教于达人。
外链图片需谨慎，可能会被源头改大爆炸示意图1.怎么算出某遥远星系的距离，常说某某光年，怎么知道那光就是某某年发出的；另外就是虽然我们现在虽然看到这个星系N年前发出的光，会不会我们看到的这会儿，这个星系已经不存在了（不管概率大小）。
2.节目中说宇宙现在仍在膨胀，那现在宇宙没有膨胀的地方，是否存在着空间？
3.今天的宇宙产生于一个奇点的爆炸，但这个奇点又是从何而来？
4.节目最后说，最新研究表明宇宙是平坦的，这个平坦该怎么理解？相对论不是已经证明时空会弯曲了么？
5.宇宙时间上和空间该怎么理解？说宇宙年龄有约140亿年，那宇宙空间距离上是不是也有140亿光年？
现在脑子里混乱的有好些问题也不知道如何表述，先写这么多。谢谢
家园 关于可观测宇宙的大小 前面有很多人提到我们可以观测的最远距离是一百三十亿或者一百四十亿光年，这个数字很容易引起误解---须知这一个‘我们可以观测的最远距离’既不等于‘我们可以观测到的最远星系现在距离我们的距离’也不等于‘我们可以观测到的最远星系发出这光时距离我们的距离’，137亿这个数字只是宇宙的岁数而已。
这么说吧：
我们有可能观测到的最远星系，是137亿年前距离我们？？？（远小于137亿）光年的星系，光花了137亿年才到达我们这里是因为宇宙在伸展，光要走的路不断被延长，现在才走到（走到时刚好过了137亿年，走了137亿光年的距离）。至于当年距离我们远小于137亿年的星系，现在距离我们也不是137亿光年，而是有465亿光年（数字有待确认）之远。
可以理解吗？我自己都有点混乱。
想象一下，仇人A和B在街上相遇，仇人相遇自然分外眼红，正好这次B牵着一只狗，于是B放狗去追A，自己则马上转身逃跑。A见到大狗追来，也转身逃跑。这只狗以一米每秒的均速，花了一百三十七秒的时间才追上A（真慢啊......被追上的更慢），A终于被扑倒。这时A跑了137米减去一开始A和B的距离，狗跑了正好137米，B则向相反方向跑了好几百米，在逃跑的后期B逃离现场的速度（相对于A）甚至超过了一米每秒的狗速，于是在狗扑倒A时，A与B的距离足足有四百多米。
看完有没有更混乱？
这里有篇文章值得一看：
Why the Light Travel Time Distance should not be used in Press Release
家园 俺也来提个问题 好像是今年一月份，有报道说发现了距地球２４００亿光年的星系，那不是意味着大爆炸的年代大大提前了吗？也意味着宇宙的范围大大扩展了。我怀疑是不是翻译错了？
家园 俺现个丑，解答如下 1.怎么算出某遥远星系的距离，常说某某光年，怎么知道那光就是某某年发出的；另外就是虽然我们现在虽然看到这个星系N年前发出的光，会不会我们看到的这会儿，这个星系已经不存在了（不管概率大小）。所谓某某光年应该是计算红移得到的。完全有可能我们看到的一个星系不存在了，因为当该星系发出的光还在到地球的路上时，星系已经消失了。
2.节目中说宇宙现在仍在膨胀，那现在宇宙没有膨胀的地方，是否存在着空间？不存在空间，空间是已膨胀这部分中的概念。
3.今天的宇宙产生于一个奇点的爆炸，但这个奇点又是从何而来？
这个问题本身没有意义，因为没有宇宙也就没有时空，不存在从何而来的问题。
4.节目最后说，最新研究表明宇宙是平坦的，这个平坦该怎么理解？相对论不是已经证明时空会弯曲了么？
个人理解宇宙的平坦应该是时空连续。
5.宇宙时间上和空间该怎么理解？说宇宙年龄有约140亿年，那宇宙空间距离上是不是也有140亿光年？可以这么说。因为时间即空间。
家园 4,5的答案都是错的。 1不完整，回帖前先看看前面的帖子比较好。
家园 试答 1，由于宇宙的膨胀现象，遥远星系是退行的，发出的光存在红移现象，由于星系退行速度和距离成正比，所以可以根据红移程度推出距离。
2，宇宙的膨胀，不是吹气球那样的膨胀，是空间本身的膨胀，所以在现有理论体系下讨论宇宙之外的空间，是没有意义的，会造成逻辑上的矛盾——顺便说一句，因为宇宙膨胀造成的红移，和我们日常生活中常见的多普勒现象不是一回事，尽管结果是一样的，但是原因不同——这点就是专家也经常会模糊，有一期《科学美国人》还专门为此做了解释。
3，奇点是一个理论的假设，该点无体积（因为空间本身就是从奇点开始的），所以温度、密度都是无限高的，而物理法则是无法处理无限大量的，所以一切物理法则均无效。
4，宇宙是平坦的，是根据最新的宇宙观测成果做的推论。意思是说宇宙在大尺度上是平坦的，不存在时空弯曲现象——最简单的理解，就是物质在宇宙中的分布在大尺度上是均匀的。
- 复 试答
家园 2.膨胀是按气球膨胀来理解的,不过是气球的皮 气球的皮的膨胀可理解为二维空间膨胀,其上所有的点都在相互远离.宇宙的膨胀则是三维的.
- 复 试答
家园 宇宙太难理解了. 物理问题到最后都成了哲学问题.
好像有人说过这个宇宙最不可理解的事是一切都可以解释.
- 复 试答
家园 为啥都把奇点理解成物理上的点 奇点除了告诉你，方程在这里出现了无穷大（比如有限值被0除），从而方程失效，没法运用在这个地方外，其它什么意义都没有。
红移只能算出比较远的星系的距离。近的地方还有其它手段。
家园 是,测量天文距离的"三级跳方法" 天文测量共三类方法,适合尺度不同,精度也不同.三角测量可以测量的天体距离最近;利用某型变星光度(造父变星)与周期恒定关系测定距离的精度略低,适合较近可以发现该型变星的河外星系;光源特定谱线的红移可以测量的天体距离最远,精度却最低,可以以类星体红移量来探测宇宙的"边缘".
另外,科普上通常以"原始火球"来避开"奇点意义"之类物理意义不明的讨论,就是所谓32皮秒的大爆炸起点.
家园 现在物理学上所说的“宇宙”是指的已知的物理法则适用的空间时间 至于奇点“外面”是什么，宇宙“外面”是什么，已经超过了已知物理学的范围，就像楼下说的，目前是数学概念。