續-宇宙有多大的問題

WFC-3

關於宇宙大小的問題,謝謝Alan Sir提供資料,圖片和意見..

看過有解釋指,能看見宇宙最遠的光是微波背景輻射,大約是137億年前的光,
我們所見是137億年前宇宙的影像,假設是來至星系B的光(這忽略星系演化的影響)
花了137億年才到達我們的星系A,據WMAP的資料,137億年前星系B距離我們只有
4600萬光年,137億年前宇宙的可視半徑為9000萬光年,現在已由於宇宙的持續膨脹
和加速膨脹,星系B與我們的距離己增加至460億光年,並且以超光速遠離我們而去,現在
到達我們的光線的波長也延長了1000倍,對應於紅移值z=1000,星系B現在發出的光也
永遠不能到達地球。


據WMAP的資料,137億年前(或宇宙年齡38萬年)的可視半徑為9000萬光年


4600萬光年是星系的 「發射距離」
460億光年是「接收距離」
對於近距離的星系,發射距離與接收距離大致相等。

WFC-3

現在我們可以選擇137億光年,460億光年或z值作為定義可觀測宇宙的大小?或是有其他的表示方法?

mca

Hi WFC-3

在我的印象中，天文學的論文不會用 "真正距離" (xxx 億光年) 來形容宇宙的大小，因為實在不清楚宇宙的真正大小，我看過的論文都是用 "紅移 z"  為宇宙膨脹的指標，例如：

觀測某星體的 z = 3，我們便知道星光離開該星體時的宇宙半徑比現在小 z + 1 = 4 倍

測得 z = 8，那時的宇宙半徑比現在小 8 +1 = 9 倍

WMAP 資料有一項說 “Redshift of decoupling = 1090”，即是說在退耦時期 (Big Bang 後38 萬年) 的宇宙半徑比現在小 z + 1 = 1091 倍，約數就是小一千倍。

這圖解釋 z +1 的意義



不過我不太明白你怎樣得到 "137億年前宇宙的可視半徑為 9000 萬光年" ??

Alan


ps  最早的星系大約在 BB 之後 5 億年形成，假設 137 億年前已有星系都算講得通。

WFC-3

我指這個460億光年不是宇宙的真正大小,而是可觀測宇宙的最大半徑,
這是根據WMAP和Ia型新星的觀測資料而來,計算結果得出我們可
見最遠的光源現在已退行至460億光年遠,由於數據會不段更新,將來
有改動也不出奇,不過計算方法應該一樣。

我尋不回原來的資料,那個9000萬光年可能是指直徑,而不是半徑,
但由於宇宙年齡38萬年時膨脹是減速,會有更遠的訊息進入視界內,
或許宇宙的可視半徑會比4600萬光年大?但由於後來宇宙膨脹再度加快,
當時可見的部份宇宙又再消失在視界中,現在退行至460億光以外的區域。

現在根據WMAP的最新數據宇宙年齡是137.5億年,科學家估星系在最初2億內形成,
現在已發現Big Bang後4億8千萬年後形成的星系,CMB wave則是宇宙38萬歲時形成,
當時物質分佈很均勻,還未有星系形成。

mca

(給有興趣者參考)

在宇宙膨脹的理論中，"距離" 的定義有多個，這個  link 可作參考
http://www.atlasoftheuniverse.com/redshift.html

Comoving distance 的意義見
http://en.wikipedia.org/wiki/Comoving_distance

Angular-diameter distance 的意義見
http://en.wikipedia.org/wiki/Angular_diameter_distance

這軟件自動計算宇宙學的各種距離
http://www.icosmos.co.uk