主题：【原创】宇宙学的终结 -- 苏萸
家园 原文可不止我的引用部份 有根据的科学猜想是哲学？估算不完备就是哲学？不知这种说法从何谈起。关于宇宙最终命运的研究结果至今也不完备，没有哪个正经的科学家敢说我们对于宇宙的最终命运已经研究清楚了。难道以前关于宇宙命运的研究因此就成了哲学研究？如果不是，本文的猜想又如何成为哲学猜想？
引用那段文字，是因为你说‘另外,大爆炸的余辉随宇宙膨胀的频谱变化和强度变化,若遥远空间离开我们的速度接近以至达到和超过光速,那部分空间的大爆炸余辉传来的频谱该如何,也在讨论范围吧?’
事实上，空间是一个整体，空间的伸展就是空间的伸展，而不是说遥远处有‘一块’空间在加速离开我们这边的‘一块’空间。同样，宇宙背景辐射也是作为一个整体在降温以及下降强度，它不是由远处的‘某部份空间’产生并传播到地球的。
宇宙伸展的加速度若维持不变（如果宇宙常数真是常数的话），后果就是有越来越多的星系移至事界之外，成为不可观察的物件，这点第一页就有说，原理更不难理解---从远处星体到地球，因为空间伸展的关系，光需要走的距离越来越长。当这个距离增长的速度大于光速时，光就永远无法到达地球，不管什么频谱都是如此，也谈不上什么红移了。这本来就是现在学术界根据已有证据得出一种主流观点，文中也不是没有提及，怎的在你眼中就成了‘不是从科学角度谈的’哲学猜想？
要不然你来说说，从科学角度谈：
一个持续加速伸展的宇宙不会造成远方星系超越事界从而不可观察？
空间伸展速度超过光速可能会违背广义相对论？
宇宙伸展根本没有在加速或者加速不会持续？
任何一点成立，原文就错了，我也错了，楼主也错了，很多专家也都错了。
原文的猜测确实是基于各种科学证据，如果你对其结论有疑义，是否也应该拿出(引用)一些科学证据来支持你的质疑呢？这样讨论才是科学的态度吧。
家园 请问一个问题 引力波是否证实以光速传播?
若是,则一旦出现宇宙膨胀到某部分(当然不是整体)相对我们超过光速,则不仅是光,引力也不会传递过来了.......
至于中微子行为等就更不明白.
其实,某原先曾经咨询过天文专家,问大爆炸时最初出现的大量物质产生的引力后来如何了.其发出的引力波是否还会在宇宙中存在.没有得到很准确的答复.这个因素就一直在看那宇宙膨胀超光速问题时纠缠着某.
若引力波和超光速膨胀都是事实,则按照所谓奥卡姆剃刀原则,再不能与我们有联系的那些"区域"从此就不必再加考虑了,随着宇宙的膨胀我们只能发现物质消失掉了........
不过,也许引力波根本不存在,宇宙超光速膨胀,引力就超光速传播........然后,发明超光速的器械,象那红警I一样人类或那时的智慧生物乘坐着出去探险,让我们可见宇宙知识随探险而增大........
这种梦幻(不是科幻)确实不该作为严肃问题讨论.
请问您此问题有否更多专家的观点介绍?当然某希望是比较趋向一致的,因为实在无力研读太前沿的东西,某通常是从中文天文科普网站学习一点皮毛知识的.
- 复 请问一个问题
家园 孤证算不算证实？ 引力波以光速传播在广义相对论提出后是多数人的假设，至于实证那是最近才有，请参考Fomalont-Kopeikin experiment。验证引力传播速度的实验好像只有这一个，也有一些争议。
至少大多数人同意引力传播的速度不是无限快。
若是,则一旦出现宇宙膨胀到某部分(当然不是整体)相对我们超过光速,则不仅是光,引力也不会传递过来了.......是的。就算是现在，探测引力波的难度也是极高，方法是在免除周边环境影响的情况下用激光干涉探测微小的震动。
中微子又怎么了？中微子也有质量，跑得比光速慢。
其实,某原先曾经咨询过天文专家,问大爆炸时最初出现的大量物质产生的引力后来如何了.其发出的引力波是否还会在宇宙中存在.没有得到很准确的答复.这个因素就一直在看那宇宙膨胀超光速问题时纠缠着某.大爆炸时的物质就是现在的物质，组合形态不同而已。所谓引力，则是时空的扰动，随着物质形态的改变而改变，有什么难以理解的吗？
若引力波和超光速膨胀都是事实,则按照所谓奥卡姆剃刀原则,再不能与我们有联系的那些"区域"从此就不必再加考虑了,随着宇宙的膨胀我们只能发现物质消失掉了........不对，奥卡姆剃刀不是这样用的。奥卡姆剃刀的原则是尽量减少不必要的假设，而不是禁止假设现在无法观测的物体存在。非要这样想的话，地球就成了宇宙的中心啦，甚至连宇宙扩张的模型也无法建立。
天文学家一般都同意我们可以观察的宇宙不是宇宙的全部，这并不违反奥卡姆剃刀的原则，刚刚相反，这是使用了奥卡姆剃刀的结果。没有理由使我们相信视野之内的天体就是所有客观存在的天体，没有理由假设我们的事界边缘就是宇宙的物理边界，这种假设是多余的，因此这种假设才是应该被剃刀所剔除的。
不过,也许引力波根本不存在,宇宙超光速膨胀,引力就超光速传播........然后,发明超光速的器械,象那红警I一样人类或那时的智慧生物乘坐着出去探险,让我们可见宇宙知识随探险而增大........这种梦幻(不是科幻)确实不该作为严肃问题讨论.
这是你的想象，不是楼主或原文提出的。原文提出的东西完全可以作为科学问题讨论。
请问您此问题有否更多专家的观点介绍?当然某希望是比较趋向一致的,因为实在无力研读太前沿的东西,某通常是从中文天文科普网站学习一点皮毛知识的.我在前面转过的东西全部是来自正经学术机构的、比较显浅的科普问答，全部由研究宇宙的学者执笔，观点全部一致，没有任何前沿的、争议较大的东西。
- 复 孤证算不算证实？
家园 【讨论】卷心菜很有定力，花，还有一点讨论，个人观点 看这个帖子好几天了，卷心菜，你真是有耐心。
真的只是业余爱好吗？我看你天文学宇宙学知识也不错啊。Fomalont-Kopeikin experiment我以前还没有听说过。不过这个实验的分析还有争论，结论也不确定，参见外链出处。我也不是这个方向的，所以不大了解。但我的理解是，EEP（Einstein Equivalence Principle）并不限制引力波的速度，各种分析是建立在引力的量子理论上面的。这方面自然还有很多问题还不圆满，有很长的路要走。
SA (Scientific American) 那篇文章的一个小note：
当然这是个实实在在的科学问题，怎么还扯到哲学那顶上去了呢？我看有些人的思维也真够发散的。不要动不动就哲学吧，很吓人的样子。
言归正传，那篇文章当然也不能说是定论，它只是 Lambda－CDM 模型的在时间上的一个外推，也就是说以我们现有对宇宙的了解来推测未来宇宙的样子。Lambda－CDM 简单说就是 标准宇宙模型加上暗能量（Lambda，宇宙常数）和暗物质(cold dark matter)，这是与微波背景辐射，宇宙大尺度结构以及宇宙加速膨胀等主要观测事实符合的最好的一个理论。当然本身还有很多问题，不能看作标准宇宙模型的一部分。比如什么组成了如此众多的暗物质？目前最被看好的候选者是最轻超对称粒子。今年开始运行的LHC (Large Hadron Collider, 大型强子对撞机，坐落在欧洲核子中心）有望对这个问题给出一个初步的答案。再比如，为什么宇宙常数是我们今天认为的这个数值，而既不是零也不是无穷大？这个问题乍一看起来有点奇怪，为什么就不可以恰巧是某一个有限的数值？一方面，爱较真的物理学家喜欢一个好的原理上的解释。另一方面，是因为人们比较自然的把宇宙常数Lambda和量子场的真空能联系起来。但是真空能在目前的理论框架下是一个无穷的数（虽然是无穷但是处于没有激发的状态，所以没有观测效应）。当然这里面有很大的悖论。比如你可能问，既然不能观测到，怎么又和宇宙常数联系起来？不要问我，我也不知道。深层次上说，这需要对引力的量子化和时空的结构有更深入的理解之后才能给出一个答案。（这方面最流行的理论是所谓的超弦理论，相信不少爱好者都听说过）
既然有如此之多的不确定，那么这篇文章是不是就是没有多少意义了呢？恰恰相反。文章指出，在我们当今相信的宇宙模型下，终究有那么一天，观测者会因为关键信息的缺失而对宇宙的演化问题得出完全不同的结论。那么今天的观测者们（我们）是不是也面临着同样的境遇呢？会不会有什么样的信息已经淹没在茫茫宇宙而不复为我们所能知了呢？这确实是一个很有启发的问题，也为宇宙起源的问题打开了新的可能的窗口。
好文章，不光是要有好的答案，更重要的是要给人深刻的启发。我觉得那篇文章还是很不错的。最早也是发表在专业的物理杂志上，就在去年，比较新的。SA
作为科普杂志featured article一般不发很新进展。这次编辑可能也是觉得观点比较新颖，而且也是比较容易接受吧。
家园 说得不错 好的科普文章除了普及科学知识外，也应该有启发思考的作用。
不过那篇文章不像是正经的学术论文呀，真的发在专业的物理杂志上了吗？我知道作者发过相关宇宙模型的论文，但论文不是这篇文章本身吧？
- 复 孤证算不算证实？
家园 4种基本力都影响不到我们,就是线性无关了 完全无关,此后永远无法观测,那不就是从现宇宙中消失了吗?还不能剔除?
既然超光速的膨胀已经是事实了,那还真不知道我们推论的爆炸是不是缺了东西.
尽管您一再宣称宇宙膨胀超过光速已经是事实,就是已经发生了,某还是要等国内天文网站的专家说出来才敢信.
某还是相信那个比较通俗的说法,就是整个宇宙恰好构成中微子的"黑洞",宇宙的边界就是中微子的"视界".那样,就不会真的出现什么膨胀到光速以上的宇宙了.若宇宙都散得测不出了,还有什么黑洞可言?
家园 没有直接影响不代表无关 假设事界之外有东西还是没有东西，对于我们建构宇宙模型甚至世界观（比如说，地球是否宇宙的中心？）都有很大的影响，怎么无关？
我已经跟你解释过奥卡姆剃刀是用来剔除不必要的假设而非观测不到的物体，你还想剔除什么？
我们推论的爆炸是不是缺了东西？宇宙的始与终我们从来就没有研究清楚，当然还有很多缺口。我只是给你介绍我们现在知道的东西以及现在能做出的最好推测。
宇宙扩张速度叫做哈勃常数，根据多次测量（包括射电天文台的观测、哈勃太空望远镜的观测）的结果是在70km/s/Mpc左右，误差不超过十。就当它是70好了，1Mpc=3,262,000光年，光速是299793km/s，这意味着距离我们14亿光年或更远的星系如今正在以超越光速的速度远离我们，并将在十四亿年后从地球人的视野中消失。这个距离，叫做哈勃距离。
如果20世纪20年代的哈勃定律在你眼中是前沿科学，那只是因为你对宇宙学的认识太落后。如果你在国内碰上某个专家声称哈勃定律是错的，哈勃常数是错的，那么有很小的可能性他是天才，有很大的可能性他是民科。至于你喜欢相信谁，那是你的自由。
你说的‘中微子的黑洞’什么的，那才像是‘前沿’，听口气甚至有些民科的味道。由于我不了解，就不下判断了。
家园 您给的数值似乎差了一个量级 以下内容来自GOOGLE搜索结果,属于简单科普:
光在哈勃时间H内所走过的距离，也称哈勃半径。若取H=50公里/(秒·百万秒差距)，则哈勃距离为6,000百万秒差距，相当于2×10^10光年。在宇宙年龄小于或等于哈勃时间的那些宇宙模型中，哈勃距离就是可以观测到的最大距离。但在宇宙年龄大于哈勃时间的勒梅特宇宙模型中，以及在宇宙年龄没有意义的稳恒态宇宙模型中，哈勃距离就没有什么特殊的意义。有人把哈勃距离定义为红移z=1的天体的距离。其依据是哈勃定律的近似形式cz=HD,虽然在数学上一致，但不正确。因为z>0.20时，经典多普勒公式就不能应用，要代之以相对论性多普勒公式。根据相对论,光速c是一切物质运动速度的极限，也是哈勃定律中可以容许的最大速度。
以下是香港天文学会理论天文组钟伟强文章:
美國天文學家哈勃於1929年發現星系退行速度與其距離存在著正比的關係，即所謂「哈勃定律」：退行速度v=H0X距離d，其中H0就是哈勃常數。隨著哈勃定律的提出，宇宙膨脹的觀念逐漸確立。天文學家後來發現哈勃常數遠超過當初哈勃所認知的內容。H0原來不單是量度宇宙膨脹的一個參數，而且還可以用來計算宇宙年齡、宇宙大小、宇宙中黑暗物質的數量、重子數目、輕元素豐度、甚至早期宇宙形成的結構等等。找尋H0的數值因此便成為近代天文學家的重要課題。事實上，哈勃太空望遠鏡的一個主要任務，以至其主鏡大小的設計，都跟尋找H0有莫大關係。
我們可以從哈勃定律看到要尋找H0，先要測量出天體(主要是星系團)的退行速度和距離。哈勃本人在1929年給出第一個數值：H0=513km/s/Mpc，即一個距離我們一百萬秒差距的天體，它的退行速度是每秒513公里(一秒差距=3.26光年)。哈勃於1953年逝世後不久，桑德奇將H0修正在50與100之間。若我們接受大爆炸理論，H0=50表示宇宙年齡介乎130到165億年之間。若H0=100，即表示宇宙年齡介乎65到85億年之間，而實際數字則取決於宇宙的物質密度。直至90年代哈勃太空望遠鏡升空前，天文學家從觀測計算到的H0依然是介乎50與100之間。為甚麼仍有兩倍的不確定呢？原來測量H0有兩個主要的誤差：第一個是測量退行速度的誤差，雖然天文學家利用光譜及多普勒效應，已經很準確地找到個別星系的退行速度，但由於與鄰近星系及星系團的引力作用，這個退行速度便不完全是因宇宙膨脹而產生。第二個誤差，也是最重要的一個誤差，就是距離量度的不確定。
除了幾百光年內的星體外，天文學家很主要倚靠測量造父變星來計算天體的距離，利用地面望遠鏡測量造父變星，可直接給出約二、三千萬光年內星體的距離，而對於更遙遠的星體，天文學家便要借助其他方法，但這些方法還是需要利用造父變星來作校正。哈勃太空望遠鏡的一個重點計劃，就是要測量更多更遠星系中的造父變星(遠達6,500萬光年)，從而更準確地校正其它測量遙遠天體的方法，使我們更精確地把距離測量擴展至三億二千萬光年。此外，這個重點計劃也會針對在室女座及天爐座兩個星系團作仔細觀測，從而得出更準確的H0數值。
以女天文學家費利曼為首的26人小組，是這個重點計劃的主持人。雖然這個計劃仍在進行中，但迄今已有不少成果。早於1994年這個重點計劃落實的初期，這小組已從旋渦星系M100的觀測中計算出H0=80±17，折算宇宙年齡大約在80億至110億年左右。當時曾掀起一場爭論，因為從恆星演化理論得知，一些最老的球狀星團可能已有150億年的壽命，怎可能星體比宇宙更年老？隨後幾年的不斷觀測，特別是NGC925、NGC1023、NGC3351、M101、NGC7331、NGC4414及NGC1365，到1999年為止最新的H0是70±10，相對於宇宙年齡90億至120億年。同時從依巴谷衛星得出的資料顯示，球狀星團的距離可能更遠一些，加上重新檢視球狀星團的理論模型，天文學家相信球狀星團的年齡並不是最初估計的年老。這場爭論的分歧因此便日益減少。
除了費利曼這個小組的工作外，桑德奇利用Ia型超新星爆炸作為計算距離的方法，測出H0=55-60，此外，埃利斯等天文學家利用統計方法算出H0介乎66至82之間。還有一些天文學家另創新方法來測量H0，例如利用引力透鏡現象及微波背景輻射與星系團的熱等離子體造成的散射現象等等。跟50年代H0數值的兩倍不確定比較，今天在探求這個重要天文參數的數值工作上，已有了一定的進步。
家园 是的 我数少了一个零，谢谢指出。
不过也不要太依赖google了，网上有些东西实在是让人不敢恭维，你搜到的第一段‘科普’文字便是如此。
光在哈勃时间H内所走过的距离，也称哈勃半径。若取H=50公里/(秒·百万秒差距)，则哈勃距离为6,000百万秒差距，相当于2×10^10光年。前面说‘哈勃时间H’，后面接着算‘取H=50公里/(秒·百万秒差距)’......那个H的单位可不是时间单位啊。km/s/Mpc也不应写成km/(s·Mpc)，虽然数学上没有分别，但这个单位不是这样理解的，它的原意是Velocity(km/s) per Distance(Mpc)。这种介绍，真是越看越糊涂。
H是哈勃常数，哈勃常数的单位（km/s/Mpc）不是时间，但哈勃时间等于一除以哈勃常数：1/H。
正确的算法：
H=70km/s/Mpc
1Mpc=3.08568025 × 10^19 km
t=1/H
t=1/70/（3.08568025 × 10^19 ）
t=4.40811464 × 10^17s
t=1.39687707 × 10^10years
t~=140亿年
或者用第二篇文章的公式，直接计算距离d之外的伸展速度v。设v=c则可求出哈勃距离d（在这个距离之外宇宙伸展速度---相对于观察者---大于光速）。
v=c=H·d
299792=70·d
d=4283Mpc
d~=140亿光年
哈勃距离等于光在哈勃时间内走的距离倒是没错的。第二篇文章也没什么问题。
哈勃常数之所以叫常数，是因为它在宇宙空间的任何一点都维持不变，但哈勃常数在时间意义上不是常数，Lambda-CDM模型的宇宙伸展在加速，于是哈勃常数也会随着时间而变化。
- 复 是的
家园 您的约140亿年的"视界"某理解了 如同香港这位天文学家的介绍文章,这个视界几乎就是前几年获得的所谓"宇宙的图象",或者再早一点的"黑暗时代"结束的时刻的宇宙.
而且,在这个视界附近的天体相对于我们的红移并没有被测量到移动至短波段或超短波段的报道.因此,是否已经发生过超光速的膨胀仍然不能确定是科学事实.而且宇宙的年龄又恰巧跟这个哈勃时间相等,按您"140亿年以后光行距离140亿光年处的光不可见",那么还要再等一个宇宙年龄那么久的时间才会真的发生最远处星系(类星体)消失这样的现象.那么,说您讲的"超光速膨胀"现在仍然不是科学事实,并不是很过分的吧?毕竟如您所说,缺口还很大,未考虑的因素还很多.......
不过,仍然要谢谢您和楼主的介绍,促使某对哈勃常数和宇宙膨胀有了更多了解.
家园 你完全没有理解 我都不知道说什么好了。
140亿年是哈勃时间，跟宇宙年龄相近但不相等，在现有模型中也没有理由认为它们应该相等。星系存在的半径不止一百四十亿光年，我们现在有可能看见的最远星系距离我们也不止一百四十亿光年，谁告诉你140亿光年就是最远的？
哈勃作为研究红移的先驱，作为红移-距离关系理论的奠基者，人家能搞出哈勃定律，哈勃常数，当年甚至推测其为500km/s/Mpc，几十年后大家又是卫星又是射电望远镜调查了一大堆红移现象，好不容易修正到70km/s/Mpc，结果到了你这就成了‘没有被测量到移动至短波段或超短波段’所以整个定律就‘不是科学事实’。
以自身一个错误且无根据的观念来轻易否定现代天体物理学近百年来累积的研究成果，恕我直言，这种态度已跟民科无异了。
那还跟你说什么好呢.....有没有接近光速就是靠移频成短波来证实的？就算我不懂具体计算，我也知道研究红移不可能光拿频谱来说事，要讲也请你专业点，读一下公式拿通用单位z来质疑好吗？要我给你解释相对论多普勒移频，我是没那个能耐，给你看个图好了，wiki的：
外链图片需谨慎，可能会被源头改不过就算我能把所有事情给你解释清楚，你也会再找些不成理由的理由来否定宇宙伸展速度在一定距离上将超过光速这一公认事实吧。你只想知道你想知道的，如此而已，我是明白了，无谓再作白用功。
- 复 你完全没有理解
家园 其实该等待新的证据 对于宇宙的观测,几百年来一直是光学的方法,近代出了光谱分析的方法,又有了射电波段的观测手段.现代则更增添红外,X射线和噶玛等频段的观测.那么,随着观测波段的日益增加,用来检验和验证红移和宇宙膨胀等等现象的手段就更多了.比如我们假定在宇宙诞生之初,其空间尺度远远超过140亿光年,距离"我们"当初所在位置约140亿光年的星系,到现在恰好该达到了应该"看不到"的时候了,那么观测这样情形是否一定要在很低的频段倒也未必,但决不该只观测可见光波段.比如噶玛射线波段下降到X线波段或者红外波段.
您所说的某认为没有观测到短波波段宇宙膨胀就不是事实,这话没道理.您说用Z来计算,一定有膨胀超过光速且不违背广义相对论的,这某不反对.但是理论计算需要观测事实来验证,这个应该是不争的道理.若强调一定要观测到噶玛射线逐渐红移到短波的现象才算确认宇宙膨胀超光速,这个是无理取闹,但是总要发现足够大幅度的红移才好定论啊.
还有,哈勃定律和哈勃常数都是观测出来的,都是在"视界"之内取得的资料,其理论基础还没有确立,要将其适用范围外推到超过光速和适合一切时间似乎也不合适.比如宇宙膨胀的加速,是否就可以解释为哈勃常数在逐步增大呢?
理论上可能是可能性,实际观测结果才是现实性.某只说"超过光速的宇宙膨胀速度"这件事尚未证实,跟您说的"已经是事实"恰好是对立的.您说是事实,就拿出观测证据来,别用理论解释.
家园 任何观测证据在你眼中都不是观测证据 只要不符合你喜欢的结论，就不是观测证据。
给你解释过很多次哈勃常数就是通过多次观测，包括射电观测（你知道射电天文台是观测什么的吧？），慢慢修正得来的。你非要说观测到的红移不够，‘事界’内取得的资料不算，‘其理论基础还没有确立’。拜托，这就是你最后拿得出手的几个理由？
那你就是说整个科学界根本没有观测到足够的z就造假，乱搞了一个哈勃常数出来？为什么造假---因为他们没有把所有原始资料拿给你审查？
你要求别人坐超光速飞船跑到事界外给你找‘新的证据’？
还是说，你想要别人在事界内强行观测到事界外的‘新的证据’，然后告诉你原来光也可以超过光速，事界根本不存在，直接推翻相对论？
除此之外就全是理论，不是证据？
甚么是无理取闹？这就是无理取闹。
好吧，黑洞也不是事实，大爆炸也不是事实。没人跑进黑洞事界之内观察过，也没人在大爆时亲眼看到过，所以还没有观测证据证明这些东西存在，‘其基础理论还没有确立’，我们应该等有人跳进黑洞写报告，或者等有人发明时光机器跑回去观察大爆炸，再承认它们的存在。
行呀，你喜欢这样想是你的自由。
家园 有红移就一定超光速? 您的观点是,有红移,有哈勃定律,与广义相对论不矛盾,因此宇宙膨胀超过光速是事实.
某的观点,有红移,有哈勃定律,与广义相对论不矛盾,实际观测应得的很多种证据尚未获得,因此宇宙膨胀超过光速仍不能作为事实.
看您那帖子,黑洞没进去过就不算的说法,不合适吧?特定的黑洞对伴星产生的强大引力,发出的强烈辐射等等,都是观测事实.