宇宙膨脹超過光速 旅行者1號怎麼還能夠飛出太陽系呢? 科技 第1張

宇宙膨脹速度遠遠大於光速是指整個宇宙大尺度而言,在我們附近較小尺度空間,這個膨脹速度是很慢很慢的,慢到可以忽略不計。

宇宙膨脹就像一個真在吹氣的氣球,在氣球的表面有密密麻麻的星系,隨着氣球越吹越大,這些密密麻麻的星系就會間隔得越來越寬。但距離很近的星系分開速度並不是很快,而且根據萬有引力的影響,還有可能會相互靠近,比如我們銀河系和仙女座星系,就在以每秒數百公里得速度相互吸引着靠近。

我們現在用插竹竿來比喻,我們每隔1米插一根竹竿,一條直線上插了100根竹竿,最遠的那根竹竿就距離我們為100米。如果這些竹竿在膨脹的時空中(氣球表面),均勻的分開,距離我們最近的那根竹竿離開了1米,距離我們就成了2米,而每一根竹竿都以同樣的速度膨脹分開,第二根就距離我們4米,第三根距離我們6米,餘此類推,最遠的那根竹竿距離我們就200米遠了。

如果這個時間用了1秒鐘,最近的1秒鐘就分開了1米,而最遠的那根1秒鐘就離開了我們100米。再遠呢?若干光年以外呢?事實上,宇宙膨脹速度遠遠沒這麼快。

宇宙膨脹超過光速 旅行者1號怎麼還能夠飛出太陽系呢? 科技 第2張

歐洲航天局於2013年3月21日發布了當時測量的最新哈勃常數數值,為67.800.77(km/s)/Mpc

Mpc表示百萬秒差距,大約為326萬光年。這個數據是普朗克衛星長期跟蹤測量得出來的。這個數據通俗的說就是在距離我們326萬光年的地方,星系離開我們的速度每秒鐘約67.8公里,正負誤差為0.77公里。

然後越遠越快,越近越慢,而且是各向同步均勻膨脹的。

看起來這個膨脹速度是很慢的,每秒鐘才約68公里,光速是每秒30萬公里,差遠了。但我們想一想,我們的宇宙已經有930億光年的可視範圍,還不算不可視範圍。即使按照這個可視範圍半徑來測算,就是465億光年,是326萬光年的14264倍,用這個數值乘以67.8公里,就是每秒約96.7萬公里,3倍多光速!

但距離我們最近的天體膨脹速度有多快呢?我們也可以計算出來。326萬光年的地方膨脹速度為每秒67.8公里,那麼一光年的地方就是67.8公里/326萬,等於約21.2釐米。

宇宙膨脹超過光速 旅行者1號怎麼還能夠飛出太陽系呢? 科技 第3張

這樣我們就知道了,這種膨脹速度並不影響旅行者號飛出太陽系,前往星際空間。

旅行者1號的飛行速度現在約17公里/每秒,宇宙膨脹速度在1光年的地方纔21.2釐米每秒,在我們附近幾乎就可以忽略不計了。

按照現在的速度,旅行者1號飛出太陽系引力範圍(約半徑1光年)還需要7萬多年的時間,而每年1光年的地方宇宙膨脹哈勃常數為669公里(21.1x3600x24x365.25/1000000)/年,7萬多年就膨脹了4683萬公里而已。旅行者1號只要多飛40幾天就能抵消宇宙膨脹的速度了。

而且旅行者號探測器在飛行中也享受着宇宙膨脹帶來的空間移動,抵消時間還可以縮短。

所以,宇宙膨脹對於我們人類現在近距離的航天(相對於宇宙大尺度來說)幾乎沒有什麼影響。旅行者1號距離我們現在有215億公里了,只是1光年的440分之一,在這個地方宇宙膨脹的速度0.048釐米/秒,也就是半個毫米,完全可以忽略不計。

這就是時空通訊對宇宙膨脹的理解,也是宇宙膨脹與現階段航天飛船關系及影響的理解,願與大家共享。

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