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考虑到我们的宇宙只有138亿年的历史,LIGO怎么能探测到170亿光年之外的黑洞合并呢?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-09-08 09:26:21

在这些尺度上,距离的定义有点随意。黑洞发射这些引力波时并不是17。8光年远。从我们的参考系来看,在那个时间点,它离我们的距离要小得多。它已经飞走了。

由此我们可以得到这些数字。如果合并正好发生在宇宙开始的时候,它离我们应该有138亿光年远。如果它以接近光速的速度飞行,我们可能会说它现在离我们近27.6光年。在这种情况下,如果黑洞足够远,17就不成问题。

但事情并没有那么简单。相对论告诉我们“现在”是一个有点麻烦的概念。遥远的黑洞正以相当快的速度从我们的参照系移动。此外,当引力波发射时,宇宙的密度更大。假设黑洞在60亿光年之外发射这些引力波。如果我们在60亿年后以我们的参照系来看它,我们不会看到60亿年后遥远的黑洞已经存在。可能只有40亿年。当我们讨论黑洞“现在”的位置时,我们是用当前距离加上速度乘以60亿年还是4年?等。

甚至为了讨论这样的度量,我们需要在一个度量标准上达成一致。我们可以将“静止”定义为相对于微波背景辐射而言的静止——如果它没有向任何方向红移,你就“呆在原地”。但是这样的度规有一个奇怪的地方——两个物体在它们自己的参考系中可以有相对的速度。

一个网格能让两个物体同时远离对方而保持在网格点上的唯一方法就是网格本身在增长。例如:“空间正在扩大”。

但这只是度规的一个特征;这是我们定义术语的一部分。从我们的参照系来看,黑洞现在离我们还不到170亿光年,而且永远不会比光速快。
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