宇宙的年龄在140亿年左右，为什么人们能观测到300亿光年的东西？

Question

http://zhidao.baidu.com/question/30492777.html这个类似问题我看过了，但是并不满意其答案，请专家解决这个问题。
距离地球300亿光年的光要传播到地球，据我所知（高中一年级水平）应该要300已亿年才能够传播到地球才对，这些怎么解释？
既然如此：宇宙的实际年龄是130.7亿年，人们最远观测到130亿光年。有可能是我那本时间简史写错了（因为我发现 我那本书中哥白尼260多岁）
关于这个问题，我的老师说：这样讨论不会解决问题，不知大家认为怎么样？
如果和达到光速的物体在真空中作相对运动，两个物体的总位移除以运动时间，得到的速度会不会比光速快？
光如果是传播100亿光年以外传播过来的，那么就需要100亿年，可一百亿年以前的宇宙没有那么大，这又怎么解释？

还是不太明白，能不能写详细一点，篇幅不要紧，我会很耐心地看完的。
可能是我们这个小县城太小了，除了《时间简史》和《果壳中的宇宙》连一本有关物理的非教科、资料书都没有。
大家认为 zzw830013 的解释合理吗？关于这个问题的采纳问题，我想听从大家的看法

Answer 1

你的想法完全正确。如果宇宙年龄在140亿年，就不可能观测到300亿光年的东西；如果看到的确认有300亿光年，那就是原先估计的宇宙年龄错了！要重新认知。就这么简单！

我个人对于所谓观测到距离300亿光年天体是相当怀疑的。如果真是这样目前的宇宙学观点必将彻底被颠覆。而事实并非如此。所以我估计你看到的所谓新闻多半是编写或排版的笔误。我看到过天文学的报道中这种情况是非常多的。因为记者编辑大多这方面是外行。3亿、30亿、300亿在他们眼里都差不多。还有把行星、卫星胡乱写的呢！

答补充：

你们老师的说法不对。估计是他自己说不上来才这样说的吧？因为这确实不是高中的内容。但这样的讨论无疑是有益的，也是完全可以说清楚的。你是不是觉得我前面就说得很清楚？

至于“如果和达到光速的物体在真空中作相对运动，两个物体的总位移除以运动时间，得到的速度会不会比光速快？”，是不对的。即使两个物体都以光速相对运动。得到的速度也还是光速。这是狭义相对论最基本的结论。看得出你对物理有兴趣，一定应该听说过接近光速时物体时间会变慢、长度会变短吧？这样一来就无论怎样也不可能超越光速了。

补充：你能把你看到关于“人们能观测到300亿光年的东西”的文章中相关句子写出来看看吗？它是不是写的是“目前距离我们300亿光年”？注意其中有没有“目前”二字！如果有的话那就好理解。它这光线发出时离我们没那么远。现在估计离我们有300亿光年了。能理解吗？

Answer 2

从最新的观测资料看，人们已观测到的离我们最远的星系是130亿光年。也就是说，如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出，那么要经过130亿年才能到达地球。这130亿光年的距离便是我们今天(2009年)所知道的宇宙的范围。再说得明确一些，我们今天所知道的宇宙范围，或者说大小，是一个以地球为中心，以130亿光年的距离为半径的球形空间。当然，地球并不真的是什么宇宙的中心，宇宙也未必是一个球体，只是限于我们目前的观测能力，我们只能了解到这一程度。
——————摘自百度知道“宇宙”第三个小黑体子下
http://baike.baidu.com/view/2496.html?wtp=tt
楼主也看出了那本书上那段文字的矛盾，相信的确是书上有误。人们目前观测到的宇宙范围是130亿光年。

2,回答楼主的补充问题，你的问题我曾经也思考过，然后我也阅读过一些这方面的书籍，可以说就算两个光子朝相反方向运动，他们的相对速度仍然是光速。虽然这个结论会使人感觉矛盾，但是这不是通常状态下的现象，不能用常理考虑，是正确的。如果楼主有兴趣可以看看从麦克斯韦到相对论的方程推导，你就会发现相对论的方程显示的是非常奇特的现象，并且又是在正常思维之上建立起来的方程所推导出来的。
3，大哥，你可以去翻一下大学物理近代物理学篇，相对论小节。篇幅不多，我都两年没摸过大学物理了，以前思考过，只记得大致是这么回事。详细准确的看书吧，图书馆啊书店啊都有哦。

Answer 3

我们的宇宙到底有多大？在以前，如果你问天文学家这样一个问题，你所得到的答案很可能仅仅是告诉你当今的天文望远镜能够看多远。现在，这种情况要改变了。宇宙学家的最新研究成果告诉了我们一个确切的数字：我们的宇宙直径至少是780亿光年。

1光年，就是光在一年的时间里传播的距离，大约相当于10亿千米。目前人类的望远镜最远能够看到280亿光年之外的宇宙景象。由此可以看出，我们的宇宙真的很大！

理解780亿光年

宇宙的年龄是137亿岁，因此，WMAP观察到的宇宙中最早的光线到达我们这里需要大约130多亿光年。这里很容易让人产生迷惑：这样的话，宇宙的直径难道不应该是130多亿光年的两倍，也就是大约270亿光年吗？

当然不是，虽然这不太好理解。宇宙从它诞生的那一刻起就在不断膨胀，宇宙早期的光线传播的实际路程因宇宙的膨胀而增加了。考内什打比方说，想象一下宇宙诞生一百万年时，一束光线传播了一年时间，经过的路程是1光年，那个时候的宇宙直径只是现在的千分之一，所以那个时候1光年的路程随着宇宙的膨胀，到了今天就是1000光年。考虑到这样的效应，考内什等人才得出了780亿光年的结论。

参考：

http://gb.cri.cn/3321/2004/08/13/[email protected]

Answer 4

现在最权威的理论是大暴胀理论，即宇宙的起点是极小的混沌空间，并非奇点，可具有奇点的效应，及一切已知的定理定律在该处都失效，或者说，最开始在0至10^43秒（一普朗克时间——最小的时间分割）间，它的能量不确定性远大于普朗克质量，从而引起真空的黑洞涨落，即形成了无数根蕴含巨大能量的宇宙弦，这些宇宙弦至使宇宙最开始的膨胀速度是远大于光速，正是因为如此，才生成了暗物质，这些暗物质具有负质量，即负能量。
所以，300亿光年的距离就这么产生了，至于经典相对论的理论，只是用于具有正能量的物质范围内，一旦涉及到暗物质，就不起作用了，所以，在有暗物质参加的情况下，物体运动速度是可以超过光速的，与相对论的光速是速度极限并不矛盾。

Answer 5

永恒膨胀宇宙中的距离
随着宇宙的膨胀，大部分星系彼此间的距离都越拉越远。光的传播速度有限，每秒约为30万千米，因此光波从源头出发抵达观测者需要花费一定的时间。比如说伽马暴GRB 080319B，它发出的光线离开它所身处的星系时，宇宙的年龄还不到如今年龄的一半。在这些光穿越遥远空间距离和时间跨度的过程中，宇宙本身的大小也已经翻了一番。这意味着距离必然存在多种不同的衡量方法，具体取决于测量者究竟关注“距离”的哪一个方面。
GRB 080319B发出的光旅行了75亿年才抵达地球，因此光旅行的时间就是一种衡量距离的方式。然而，如果我们感兴趣的是判断这个伽马暴本身的光度，前面这种方式就不是最好的衡量单位了。宇宙在光传播的75亿年里不断膨胀，意味着这个伽马暴看上去要比静态宇宙中75亿光年外的同一个伽马暴更加暗淡。实际上，它看起来就像远在200亿光年之外——这是我们计算光度时使用的距离，因此这种衡量标准在术语中称为“光度距离”。