主题:宇宙学概论 绪论 -- songcla
前面说了,宇宙是不断膨胀的,倒推回去,我们假设一个时刻宇宙的半径是0,从那时到现在的流逝的时间就是宇宙的年龄。如果做一个简化的假设,认为宇宙中所有物质和辐射是均匀分布的(这个假设在宇宙尺度还是很不错的),我们可以大概估计宇宙的年龄是100到200亿年。
最初的3秒钟非常重要,因为这决定了几种轻元素的丰度。最初的几秒钟,温度非常高,粒子的速度是接近光速的,正粒子和反粒子不断的产生湮灭,光子由于被正反粒子不断吸收发射,其自由程很小。(以下部分并未证实)正反物质由于一个很小的不对称,一部分反轻子(正电子)转换成了重子(质子),其它的正反粒子都相互湮灭,变成了光子,剩下的物质(质子,电子等等)构成了今天的星星,星云,和我们。
这时的高温融合了部分的质子,于是我们有了氢核,氘核,氦核,锂核...当然,很重的物质是要在恒星中合成的。
随着R的增大,温度逐渐降低,电子和核子就会形成原子,于是宇宙变得透明,光子可以自由的飞翔,这些光子到了今天被我们接收到,就是当年火光的余晖。
呵呵
在某处看到的问题:
1.如果光速在宇宙中是恒定的,我们能不能看见一个以超光速远离我们(退行)的星体在超光速退行之后所发出的光?
2.想象某个星系现在跟我们的距离正好等於哈勃半径,也就是说它正在以光速远离我们(退行),而且这个退行速度会越来越快(超光速)。假设哈伯半径正好是137亿光年,哈勃时间正好是137亿年,而宇宙将继续膨胀下去,不会减速、停止膨胀:
A. 这个星系将在小於137亿年之後从我们的视界中彻底消失。
B. 这个星系将正好在137亿年之後从我们的视界中彻底消失。
C. 这个星系将在大於137亿年之後从我们的视界中彻底消失。
D. 这个星系永远(至少在宇宙终结之前)不会从我们的视界中彻底消失。
你的问题应该如下正确理解。
各项同性k=0度规
ds^2=-dt^2+R(t)^2(dr)^2
星系退行速度v=LR',距离=LR,所以有哈勃定理 v=(R'/R)L。 t=今天的(R'/R)为所谓的哈勃常数。所以我们看到,退行速度是可能超过光速的。
同期光通过的距离是:ds=0的侧地线,即是R(t)*对1/R(t)的积分。
所以关键是R(t)的形式决定是视界扩大的快还是星系推行的快。
物质或辐射主导的宇宙R(t)~t(1比2)次方或 R(t)~t(2比3)次方。所以今天的宇宙视界扩大的比星系推行的快,你的两个问题的回答都是可以的, D。
但是宇宙是微妙的,由于暗能量的存在,R(t)形式还未完全定论。暴涨时期,视界扩大远远慢于星系的推行。宇宙曾经暴涨过,是否会在次进入暴涨是未定论的。
如果进入深度暴涨,xx的一句话会很适用。你永远看不到你眼前的手掌。
直觉上总觉得超光速退行的星体发出的光永远也回不来。不过想深一层,空间是均匀膨胀的,所以光每走远一点(距离观察者近一点),两者之间空间膨胀的速度就慢一些,所以在较慢的膨胀率下还是可以在有限时间内跑到‘终点’的。
看不懂,怪不得应者寥寥
量子的世界难说得很,连能量势垒都可以穿过,以超光速互相影响并不一定不可能啊
四维时空的膨胀让人觉得比较难以理解啊
哈勃定理说,恒星推行的速度和它的距离成正比,由此推算,终有一刻其推行速度会超过光速,这代来两个疑问,其一,我们还看得到那颗恒星吗,其二,这是否与狭义相对论相违背。
科学的数学化对科普是一个很大的麻烦,要解释这个问题给我的同行,我只用用粉笔写一堆公式,然后同行会点点头,必进这种比较成熟的问题的概念是清楚的,而这时要和公式争论是徒劳的。但是,要试图不用公式把这个问题说明白还是很费脑筋的。
事实是光速啊,电荷啊,等等常数实际上不是常数,哈哈,初中物理在骗我们大家。
电荷的问题离题较远,以后再谈,我们先来看看光速。
光速是恒定的这个结论当然是试验得出的,但是我们的试验肯定都是在相对很小的范围能完成的。(有同学举手,提出罗默的卫星蚀法范围可不小。不过即使太阳系的尺度对于星系尺度也只是沧海一粟,不是吗。呵呵)所以,我们只能拍着胸脯说,小范围里,光速是恒定的。
这时可能有同学要指责我是伪科学,是胡说,要多读点书再出来吓人,但是,同学,我说的基本全是真话,为什么说基本呢,因为这个领域是微妙的,我也不能靠灌水吃饭,能少写几个字,就尽量少些几个字,再加上不准写公式,文学比拟的有限性,描述不周是难免的,但是,如果你相信我,还是可以领略现代物理的美妙的。
我们说过,时空是膨胀的,所以当火箭出发后以每秒5公里飞一段路,会发现它实际上飞出不止5t的距离,原因是他身后的距离膨胀了。同样,光子身上会发生同样的事。当然,这个效应一般来说太小,毕竟时空膨胀是缓慢的。
对于宇宙尺度的距离,这个效应就不小了,所以,真正的光速这时要大于c,我们还是可以看得到部分超光速退行的恒星的。
而这些超光速推行的恒星实际上根本没动,他们的推行速度完全是由于时空的膨胀,如果局域的测量,它们的速度是0,当然不违反狭义相对论了。
对数学感兴趣的同学可以参看
[卷心菜 于:2008-12-07 18:16:31
在某处看到的问题:
1.如果光速在宇宙中是恒定的,我们能不能看见一个以超光速远离我们(退行)的星体在超光速退行之后所发出的光?
2.想象某个星系现在跟我们的距离正好等於哈勃半径,也就是说它正在以光速远离我们(退行),而且这个退行速度会越来越快(超光速)。假设哈伯半径正好是137亿光年,哈勃时间正好是137亿年,而宇宙将继续膨胀下去,不会减速、停止膨胀:
A. 这个星系将在小於137亿年之後从我们的视界中彻底消失。
B. 这个星系将正好在137亿年之後从我们的视界中彻底消失。
C. 这个星系将在大於137亿年之後从我们的视界中彻底消失。
D. 这个星系永远(至少在宇宙终结之前)不会从我们的视界中彻底消失。
[songcla 于:2008-12-07 21:34:30
欢迎啊
各项同性k=0度规
ds^2=-dt^2+R(t)^2(dr)^2
星系退行速度v=LR',距离=LR,所以有哈勃定理 v=(R'/R)L。 t=今天的(R'/R)为所谓的哈勃常数。所以我们看到,退行速度是可能超过光速的。
同期光通过的距离是:ds=0的侧地线,即是R(t)*对1/R(t)的积分。
所以关键是R(t)的形式决定是视界扩大的快还是星系推行的快。
物质或辐射主导的宇宙R(t)~t(1比2)次方或 R(t)~t(2比3)次方。所以今天的宇宙视界扩大的比星系推行的快,你的两个问题的回答都是可以的, D。
但是宇宙是微妙的,由于暗能量的存在,R(t)形式还未完全定论。暴涨时期,视界扩大远远慢于星系的推行。宇宙曾经暴涨过,是否会在次进入暴涨是未定论的。
如果进入深度暴涨,xx的一句话会很适用。你永远看不到你眼前的手掌。]
epr很复杂,现在并没有否定定域性原理。
可以超光速传输
另外,量子力学在恒星研究当中起到了很大的作用,人们理解太阳发光的机理就是需要用到量子力学的