相对运动超光速在宇宙中普遍存在

地学演绎 莫如波 2004.5.23

    首先指出，这里所说的超光速是指宇宙中两个遥远天体之间相对的运动速度，它们各以对方作参照点。

    宇宙的各向同性和均匀性：现代最强有力的望远镜尽可能仔细的观察发现，不论朝哪个方向，宇宙在我们眼前所呈现的图案本质上都是相同的。宇宙的深处布满了星系，各个方向星系的种类和数目大致上都是相同的，偶尔也会出现统计上的变化，然而这种变化是随机性的；无论从哪个方向去看，星系的总体颜色也是相同的，我们在颜色上所察觉到的唯一的系统性差异同星系的距离有关，但是，遥远星系光谱中的宇宙红移好象同观测的方向也没有什么关系。（见:天体物理学教程:宇宙的各向同性和均匀性）

    1950年前后，伽莫夫第一个建立了热大爆炸的观念。这个创生宇宙的大爆炸不是习见于地球上发生在一个确定的点，然后向四周的空气传播开去的那种爆炸，而是一种在各处同时发生，从一开时就充满整个空间的那种爆炸，爆炸中每一个粒子都离开其它每一个粒子飞奔。（见:上海网上天文台:大爆炸宇宙）

    很多的大爆炸宇宙模型太复杂，一般很难弄懂，如 喇叭形。本人认为把宇宙比作失重环境下的一堆肥皂泡比较合适，这些数量极大但又是有限的泡泡，开始很小，集在一起只有一个点，然后每个泡泡充气且均匀膨胀。前60亿年宇宙减速膨胀，之后是加速膨胀。倘若每个小泡泡直径的膨胀速度为光速的百亿分之一(30cm/s)，相隔一千亿个小泡泡单元的相对运动速度就可以达到10倍光速。

    现在宇宙的膨胀速度是71千米/秒·百万秒差距。如果假设现在每个小泡泡直径为1光年，其直径膨胀速度为21.77cm/s，一年则拉长6865千米，相当于1万千米的空间一年拉长7.26mm。

    最近科学家认为，宇宙的大小至少有780亿光年或直径为1560亿光年，若按最近得到的哈勃常数71千米/秒·百万秒差距进行计算，现在宇宙对岸边缘之间相对运动速度则至少有5.66或11.32倍光速。

    对光速极限的理解：在爱因斯坦相对论中，光速是速度的极限，任何速度都不能超越光速，本人则理解为光速极限具有相对性。先设想有一颗距地球有上百亿光年的类星体，约以0.8倍光速退行而去。根据光速极限理论，我们只能说：地球上任何以地球当作参照点的运动速度都不能超越光速，或是说：类星体上任何以类星体当作参照点的运动速度都不能超越光速，而不能说成：地球上任何以类星体当作参照点的运动速度都不能超越光速。既然光速极限理论不能通用于宇宙星体之间相对运动，星体之间相对速度超越光速也就不违背光速极限理论。

    宇宙中存在距地球百余亿光年的星系，如果没有超越光速的星系间的相对运动，就不可能展开足够的空间，让那些遥远的星光经过百余亿年的时间完成百余亿光年的旅程。“超越光速”也许是解开那些遥远星光来源问题的一把钥匙。

    想入非非：关于宇宙的起源，有一种循环宇宙的假说，本人设想如右图。记忆粉碎及宇宙失忆是指由于前宇宙塌缩为一个极小的奇点，比黑洞还要“黑”得多，以至于我们不能透过奇点去了解前宇宙的任何信息，现宇宙的形状可以由前宇宙塌缩脱胎而来，但现宇宙的结构可以与前宇宙何不相干。不过，现在更多的研究者认为我们的宇宙会无限地膨胀下去，不会有塌缩的一天，意思是不支持循环宇宙假说。