在膨脹的宇宙中,光傳播所需的時間及其以光年為單位的距離僅與一點相匹配。
JWST 發布了紅外線宇宙最深最高解析度視圖,人們對被星系團 SMACS 0723 引力透鏡作用的遙遠星系感到驚訝。 然而,人們驚訝地發現,這個星系距離我們並不是131億光年。 它實際上距離我們更遠——300億光年。 那什麼給出呢?
深入宇宙意味著回顧過去。 這是由於光速的有限性。 以參宿四為例。 紅巨星是獵戶座的右肩,位於距離約550光年(有相當大的不確定性)。 這意味著我們現在看到的光(或兩年前)實際上發生在半個千年前。
根據經驗,對於銀河系距離,您可以將光到達此處所需的時間轉換為光年。 這也適用於本地宇宙的星系間距離。 所以,來自仙女座星系的光已經傳播了250萬年,而大螺旋星系距離我們確實有250萬光年。
一旦物體開始遠離幾十億光年,等價性就不再有效。 讓我們以 SMACS 0723 為例,它是 JWST 影像中心的星團。 它的光來自於46億年前– 但它今天離我們的實際距離幾乎多了十億光年。 這是由於宇宙的膨脹所造成的。
隨著光的傳播,宇宙正在緩慢但穩定地膨脹。 當談到大的星系際距離時,宇宙已經膨脹了很長一段時間——而且這個數字加起來。 當我們到達其光來自非常接近宇宙起源的時間的物體時,我們得到了這些巨大的距離。
這為我們帶來了另一個重要問題:可見宇宙有多大? 我們在任何方向上所能看到的最遠物體大約在 465 億光年之外,這使得整個宇宙930億光年。
好吧,或多或少,因為這些測量取決於宇宙的宇宙學特性——而目前,我們在這方面遇到了一些麻煩。 測量宇宙膨脹率的不同方法給出,然後影響所有其他測量。
但這畢竟是科學:不斷改進我們的方法、模型和測量的過程。