可观测宇宙直径930亿光年，这个范围到底是咋来的？

Question

如题所述

Answer 1

1. 可观测宇宙的概念需要从光速和时间的关系说起。以照镜子为例，我们看到的其实是过去的自己，因为光需要时间传播到我们的眼睛。
2. 可观测宇宙指的是人类理论上能看到的最大范围。宇宙大爆炸发生在138亿年前，因此我们通过光速乘以时间得知，我们能看到的最远光是从距离我们138亿光年的恒星发出的。
3. 然而，我们目前观测到的可观测宇宙半径是465亿光年，远大于138亿光年。这是因为宇宙的膨胀效应，空间膨胀导致光传播的距离变长。
4. 早期宇宙不透明，光子与粒子频繁碰撞，无法自由传播。随着宇宙冷却，光子从宇宙38万岁时开始自由传播。通过计算，我们得知这一阶段的光距离我们461亿光年。
5. 引力波和中微子提供了另一种观测宇宙早期的方式。它们不受早期宇宙物质状态的影响，从宇宙诞生之初就开始传播。这使得我们能够将前38万年的时间也考虑在内，从而得出可观测宇宙半径为465亿光年的结果。
总结：我们目前能看到的可观测宇宙半径是465亿光年，其中包括宇宙膨胀和早期光传播的时间。理论上，我们能观测到的最远光是从距离我们138亿光年的恒星发出的。通过引力波和中微子的观测，我们能够将观测范围延伸至宇宙诞生之初，得出465亿光年的结果。