不可观测宇宙不可观测是因为光的削减吗?
2024-11-19 阅读 96
更新于 2024年11月21日
不是，这和光的衰减没有关系。事实上我们已经探测到了大爆炸之后的第一缕能够自由传播的光，也就是所谓的宇宙微波背景辐射。背景辐射的密度在这一百多亿年来的确衰减了很多，但是它们遗留的密度依然足以被我们探测到。
之所以存在不可观测的区域是因为那个地方发出的光（或者光速粒子）还没有传播到我们这里。从大爆炸之初开始算起到现在为止，一个以光速运动的粒子能够跑出的最远距离大约是460亿光年。那么此时此刻距离我们460亿光年之外的区域自然是不可观测的，或者说未能观测到的。
会，
虽然光在真空中传播，能量不会减弱。
原因：因为真空中没有物质能够吸收光的能量。光只有在其它介质中传播时才会有能量损耗，这是因为介质或多或少的能够吸收光子。
而宇宙空间内有星际尘埃，气体云！光在穿过其中时，表现为亮度变小！
而且光波会弥散，光在传播过程中发生红移现象，波长变长，频率变低，直到和宇宙背景一样！
但有一个更离奇的猜想，不可观测宇宙不可观测的原因：
哈勃望远镜发现几乎所有的星系都在远离地球，并且距离越远的星系远离的速度越快。如果远处的星系远离的速度接近或超过光速，意味着它发出的光永远到不了地球！
远处的星系远离的速度=星系自身移动速度+宇宙膨胀的速度。
这是有可能的！
光源发出的光的亮度具有平方反比性质，光源的亮度会随着距离的增加而迅速衰减。因为光源在三维空间中发出的光可以想象为一个球体的形状。刚开始光子密度很大，后来随着球的表面积的扩大，球面上光子的密度越来越小，表现为亮度的迅速衰竭。这只是遥远天体非常暗弱的其中一个原因。
但是不可观测宇宙的不可观测性，根本原因就是因为他发出的光就根本没有到地球，其中有一部分天体距我们620亿光年以内，他们发出的光会在路上，将来会到达地球，其中另一些部分的过天体与我们之间的距离太远使得宇宙膨胀的速度已经大过了光速，光永远不可能从他们传到我们这里。所以不可观测宇宙是用什么手段都无法看见。们在我们的光锥之外。
介质断了。
想象一个密度均匀的大球，核心发生了断裂。
非熔岩状态地核在转动，但是地核外不转动。
等下更新一个不可观测宇宙的。
不可观测宇宙不可观测的原因并不仅仅是光的削减，而是由于宇宙的膨胀导致光信号无法在有限时间内到达我们所在的观测位置。光作为一种电磁波，在传播过程中确实会受到一些因素的影响，但这些影响并不足以解释为何我们无法观测到整个宇宙。
光的传播和能量损失1. 光的传播光作为一种电磁波，其传播速度为 cc（光速），在真空中约为 3\times10^83\times10^8 m/s。光的传播可以用波动方程来描述： \frac{\partial^2\bold E}{\partial t^2}=c^2\nabla^2\bold E\\\frac{\partial^2\bold E}{\partial t^2}=c^2\nabla^2\bold E\\其中 \bold E\bold E 是电场强度，\nabla^2\nabla^2 是拉普拉斯算子。
2. 能量守恒根据能量守恒定律，光在传播过程中如果没有遇到吸收或散射，其总能量应该是守恒的。然而，光的强度会随着距离的增加而减弱，这是因为光波在空间中扩散。
3. 强度衰减光的强度 II 随距离 rr 的增加而衰减，可以用以下公式表示： I(r)=\frac{P}{4\pi r^2}\\I(r)=\frac{P}{4\pi r^2}\\其中 PP 是光源的功率。这个公式表明，光的强度与距离的平方成反比。
宇宙膨胀的影响1. 宇宙膨胀宇宙的膨胀导致空间本身在扩张，使得远处的光信号在传播过程中被拉伸，频率降低，这就是红移现象。红移可以用以下公式表示： z=\frac{\lambda_\text{obs}-\lambda_\text{emit}}{\lambda_\text{emit}}\\z=\frac{\lambda_\text{obs}-\lambda_\text{emit}}{\lambda_\text{emit}}\\其中 \lambda_\text{obs}\lambda_\text{obs} 是观测到的波长，\lambda_\text{emit}\lambda_\text{emit} 是发射源的波长。
2. 视界限制由于宇宙的膨胀，存在一个事件视界（Event Horizon），超出这个视界的光信号无法在有限时间内到达我们。事件视界的距离 d_Hd_H 可以用以下公式表示： d_H=\frac c{H_0}\\d_H=\frac c{H_0}\\其中 H_0H_0 是哈勃常数，表示宇宙膨胀的速度。
光的扩散和能量损失1. 扩散衰减光在传播过程中会因为扩散而衰减，类似于水波的扩散。扩散衰减可以用以下公式表示： I(r)=I_0\exp\left(-\frac{r^2}{2\sigma^2}\right)^2\\I(r)=I_0\exp\left(-\frac{r^2}{2\sigma^2}\right)^2\\其中 I_0I_0 是初始强度，\sigma\sigma 是扩散系数。
2. 吸收和散射光在传播过程中还会受到介质的吸收和散射，导致能量损失。吸收可以用Beer-Lambert定律表示： I(r)=I_0\exp(-\alpha r)\\I(r)=I_0\exp(-\alpha r)\\其中 \alpha\alpha 是吸收系数。
声波和电波的类比1. 声波的衰减声波在空气中传播时会受到空气阻力的影响，导致能量损失。声波的衰减可以用以下公式表示： I(r)=I_0\exp(-\alpha r)\\I(r)=I_0\exp(-\alpha r)\\ 其中 \alpha\alpha 是声波的衰减系数。
2. 电波的衰减电波在导体中传播时会受到电阻的影响，导致能量损失。电波的衰减可以用以下公式表示： I(r)=I_0\exp(-\alpha r)\\I(r)=I_0\exp(-\alpha r)\\其中 \alpha\alpha 是电波的衰减系数。
不可观测宇宙不可观测的主要原因并不是光的削减，而是宇宙的膨胀导致光信号无法在有限时间内到达我们所在的观测位置。光的传播过程中确实会受到扩散、吸收和散射等因素的影响，但这些影响不足以解释为何我们无法观测到整个宇宙。
以下是一个使用Python和Matplotlib库绘制光强度随距离衰减的示例代码：
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 定义参数
I_0 = 1 # 初始强度
distance = np.linspace(0, 10, 100) # 距离范围，单位：m
alpha = 0.1 # 衰减系数
# 计算光强度
I_diffusion = I_0 * np.exp(-distance**2 / (2 * 1**2)) # 扩散衰减
I_absorption = I_0 * np.exp(-alpha * distance) # 吸收衰减
# 绘制光强度衰减图
plt.figure(figsize=(10, 6))
plt.plot(distance, I_diffusion, label='Diffusion Attenuation')
plt.plot(distance, I_absorption, label='Absorption Attenuation')
plt.title('Light Intensity Attenuation')
plt.xlabel('Distance [m]')
plt.ylabel('Intensity')
plt.legend()
plt.grid(True)
plt.show()
根据海天雨虹理论物理研究思考团队创新建立的“《新理论物理学》架构”理论的“新宇宙观”理论，根据人类的观测手段，不可观测宇宙的不可观测，应该有这样的几方面的问题。
1、可见光观测，不可测宇宙的不可测，最重要的一点就是光的消减。
2、不可测宇宙不可观测的另一个原因是观测手段达不到观测所要求的精度，宇宙是无限的，无限大的空间对人类来说，用有限的视角是不能穷尽宇宙的，也就是不可观测宇宙空间太遥远，观测视角趋近于零，使得极远宇宙空间成为不可观测宇宙，大不可观测宇宙。
3、宇宙物质太小，使得宇宙空间中的物质体中的物质组分之间结构包含的空间成为宇宙不可观测空间成为不可观测宇宙，小不可观测宇宙。
另外，宇宙大爆炸假设是一种伪科学假设，跟上帝造宇宙没有本质区别，宇宙起源超出了人类的认知范围，人类可以认知宇宙天体的起源，但永远不能认知宇宙的起源，什么从大爆炸开始诞生的发光源发出的光，“在某宇宙空间中穿行还没有抵达地球”，这个“某空间”不可观测，就是不可观测宇宙，荒谬假设下的荒谬推论。
更多关于“《新理论物理学》架构”理论的内容，请参考该团队发布在微信公众号《科学前沿 思考未来》上的系列文章。
