主题:【原创】宇宙学的终结 -- 苏萸
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。
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。
原文投给Gravity Research Foundation Essay Competition的参赛文章,得了第五名。后来发在GRG上,引用次数也一般,一年了8次。当然SA的那篇有很多改动,主要是语言通俗了点,但是内容没变,题目更标题党一些。原来的是 The Return of a Static Universe and the End of Cosmology。
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.
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:
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。
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.
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。
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.
但是几十年来对红移的观测调查证实了宇宙空间的伸展速度,证实了超过一定距离的星系远离我们的速度快于光速。(我已经记不清这是第几次重复这句话)
所以我说了,‘任何观测证据在你眼中都不是观测证据’。现在当然只有事界之内的观测,要看到事界之外,要看到远方星系以超过光速远离我们时传回的影像?那你无非就是要推翻相对论而已。相对论一天不推翻,对你来说就‘没有观测证据’,哈勃定律就不成立,不是事实,呵呵。这跟‘不入黑洞就不算证实黑洞’有分别吗?我看没有。
还是那四个字:无理取闹。
临近超光速的红移,有各种表现,不能立刻发现不要紧,等待更多观测手段获得成果.此前就不要说"确认",最多说"确信".
可能性不等于现实性.比如引力波,您也说有个孤证.即便有个证据却还不够强,仍不能确认其现实性.若20年前谁通过量子理论外加广义相对论来说"引力波已经发现",岂不让人笑话?
别人上来给你解释清楚证据一直都有,都是靠观察得来的,你还要不信,不断重复这个没有那个没有,别人好像在对空气说话一样。
你觉得这样很有趣吗?我觉得这样很无聊。
给细节你看吧,不懂哈勃定律却能质疑哈勃定律的你也未必会明白。不过咱还是贴点东西出来,看看你怎样继续视而不见?这是一个我们观察过最遥远的星系。
z~=7.6
这意味着什么?请留意右边三幅小图,然后思考思考。
这又说明了什么?
For Ho = 71, Omega_M = 0.270, Omega_vac = 0.730, z = 7.600
It is now 13.666 Gyr since the Big Bang.
The age at redshift z was 0.698 Gyr.
The light travel time was 12.968 Gyr.
The comoving radial distance, which goes into Hubble's law, is 9020.1 Mpc or 29.420 Gly.
The comoving volume within redshift z is 3073.933 Gpc3.
The angular size distance DA is 1048.8 Mpc or 3.4207 Gly.
This gives a scale of 5.085 kpc/".
The luminosity distance DL is 77568.3 Mpc or 252.996 Gly.
(取的是已知最接近值。别忘了z有误差,在加上H与其他东西的误差,以上数值也会有一定的误差)
Comoving radial distance是294亿光年,这个数字最符合多数人脑中‘距离’的概念。
这里没有给出此时此刻此一星系正在远离我们的‘速度’,因为这在天文学来说并不重要。但我们可以很简单地算一算:
v=Hd
v=(71)(9020.1)
v=640427.1km/s
v=2.14c
两倍光速
当然,以上所有的计算都使用了哈勃老人家的定律,而你是质疑哈勃定律的,你依然可以怀疑‘这些全都未必是事实,你骗不了我的!’‘即便有个证据却还不够强。’
看,我连借口都给你想好了。
宇宙年龄137亿年,这个您不否认吧?我们假定从大爆炸开始就有光线传播,我们现在所处的位置是"绝对"的,从我们所在的地方向外发射强度任意高的光.那么这束光的"前锋"现在应该到达什么地方了?考虑到宇宙并非绝对真空,那前锋不会超过137亿光年吧?
难道您真的相信那星系距离我们290亿光年?那就请说为什么在137亿年的时间里光传播290亿光年的距离吧.光传播速度超过了光速........您列了那么多数据,为什么不用逻辑判断一下呢?
谁说光走了290亿光年?
我告诉你的是,光花了129.68亿年,走了129.68亿光年。
我还告诉你:
什么是距离?距离就是地球跟这个星系之间的空间长度。什么时候的距离?当然是现在的距离,同移距离,Comoving是也。
为什么光走的距离跟此时此刻观察者与被观测物的距离不同?因为......这就是整个主题在讨论的东西,真的需要我明说吗?你用逻辑判断一下足矣。
孜孜不倦。诲人不倦。要是我早就烦了。
能不能专门开个科普贴呢?肯定受欢迎。当然了,要尽可能的浅显,公式越少越好,最好能把普通人不好理解的一些概念介绍了,如果不方便达到让普通人能有个正确概念的目的,那么达到普通人认为这些玩意不是自己能弄明白的,也行。
那照片之前也见过,说是"宇宙深处"的图象.然后判断说该星系再过12.9Gyr就看不见它了,然后就说它超光速膨胀了.那不仍然停留在推论上吗?
我们都承认,超光速膨胀不能直接观测,只能看到接近光速时天体的表现,只能期待更多观测报告,看到越来越大的Z,直到有噶玛波段红移到例如微波的,我们才能确信,这膨胀确实能超过光速.然后,还要发展相应的理论,让我们对宇宙的认识加深,知道所谓四种基本力之外还有目前未知的力量在影响宇宙的行为.
相信哈勃的后继望远镜会带来新的发现,也相信射电的,中微子的,噶玛的(现有一台叫雨燕的在工作)等等观测站的观测结果会源源不断而来,多波段的联合观测更如那照片一样会带来进一步的思考.
其实,弄清楚宇宙膨胀的原理才是最关键的.而急于得到某些个别化的结论,不是太合适的.比如您给的照片,那发布者也没有直接谈论超光速膨胀吧?
或许这是个悖论:凡是观测到的就都还没有超光速,只要超了光速就观测不到了.难道我们真要等到亲见"熄灭"过程的时候吗?
谁也没法去具体测一下,哪怕是间接测量。
这只是根据现在观测到的现象和物理知识倒推出来的,如果这些中间有一个有还没发现的缺陷,这个结论就是错误的。
当然,运动不可能超光速也有可能是错的。