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為什麼宇宙膨脹速度高于光速

圖文更新时间:2025-04-02 11:25:28

為什麼宇宙膨脹速度高于光速（既然宇宙的膨脹速度超光速）1

觀測結果顯示，宇宙在某種意義上是在超光速膨脹。然而，地球并沒有和太陽分離開來，而是一起以差不多目前的狀态共存長達數十億年。至于原因，這與引力以及宇宙是怎樣膨脹有關系。

宇宙的膨脹方式是空間結構的擴張，空間自身增加了，這必然就會導緻空間中的天體被互相拉開。對于距離越遠的天體，空間膨脹效應會越顯著，這使得它們會以越快的速度互相退行。空間如同氣球表面，氣球膨脹之後，氣球表面上原先靜止的點會互相分離，并且距離越遠的點在單位時間内分開的距離也會越遠。

為什麼宇宙膨脹速度高于光速（既然宇宙的膨脹速度超光速）2

從目前的研究來看，宇宙整體膨脹是非常均勻的，哈勃常數可以描述宇宙的膨脹速率，其數值約為70(千米/秒)/百萬秒差距。對于相距一百萬秒差距（即326萬光年）的天體，它們因為空間膨脹而導緻互相遠離的速度會是70千米/秒。如果相距100億秒差距，即326億光年，退行速度将會達到70萬千米/秒，這個速度已經達到了光速的2.3倍，遠超過光速，這就是所謂的宇宙膨脹超光速。但天體本身在宇宙中的局域速度是遠低于光速，退行速度超光速是由空間膨脹所緻，與狹義相對論不存在矛盾。

另一方面，如果天體之間的距離隻有一秒差距，即3.26光年，那麼，它們之間的退行速度隻有7厘米/秒。而如果距離為1天文單位，那麼，空間膨脹導緻天體退行的速度僅為0.34微米/秒。

為什麼宇宙膨脹速度高于光速（既然宇宙的膨脹速度超光速）3

也就是說，空間膨脹效應在小尺度下十分微弱，隻有在大尺度下才會出現顯著的空間膨脹效應。由于地球和太陽之間的距離很近，并且它們之間存在相當大的引力作用，這足以使地球和太陽之間的距離不會變遠。

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