真實的繩子是否會跟隨著宇宙膨脹而拉長?

可以簡單解釋為什麼嗎？

我想聽聽您的見解！

2011-09-07 23:08:42 補充：
TO:版主

對於您補充的疑問
於我心有戚戚焉
所以我很想請教kaworuweb大大的高見
在您聯結的那一版中
我已經回答過kaworuweb大大的質疑
既然他不認同我的說法
也期盼他能解釋一下

至於 舜晴張 大大 一開始舉的例子：
「宇宙是一顆汽球 星系是氣球上的點 ……」
是源自一本科普書「宇宙指南」第224頁
如果這樣的說法是正確的
那麼在氣球 (宇宙) 膨脹的過程中
其上面的點 (星系尺度內)
如果我們用放大鏡甚至是顯微鏡來看
同樣會看出「點」也會膨脹
只是因為點太小了 (相對於整個氣球)
因此不明顯 (膨脹效應不明顯)

2011-09-10 07:10:13 補充：
我還是想請教
為什麼
a) supercluster / 超星系團間 (不是星系間尺度!) 會.
b) locally (星系尺度以下) 不會.

這是經過推導或計算的結果？
還是純粹只是假設？

2011-09-12 09:53:40 補充：
To:kaworuweb

宇宙膨脹理論的推導過程
我已經於回答路邊的小草大大的文章中簡略po出
請參考：
http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1511081902164

因為篇幅不小
所以許多地方都已經省略
如有需要再加的
我來處理

很高興能與您平心靜氣地討論
也希望您給我解答

2011-09-14 06:08:54 補充：
剩兩天了！該是捍衛自己論點的時候 感謝版主能重視這個問題我真的很希望有人能夠提出更嚴謹的證明或更合邏輯的說法(kaworuweb大大可能還抽不出空吧)不管是反駁我或是支持我畢竟目前的宇宙學爭議還是很多 例如 土衛六 大大 所說：「太陽系和銀河系有重力撐腰所以不會被拆散」我承認Discovery中有不少集確實是採這樣的觀點但是為什麼宇宙會膨脹？卻又說不清楚！(因此也有不少集是駁斥這樣的說法)至於「暗能量」云云只不過是想當然爾罷了暗能量到底是甚麼？目前科學家們還是一頭霧水呢！ 我還是強調宇宙的膨脹是全面性的不因尺度的不同而有差別原因很簡單版主題目中已經載明此版乃改自我之前所回答的題目如果各位看倌有詳細去看過(還要包括該版內容中提到的另一個版面喔http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1511081902164)應該就會很清楚目前「宇宙會膨脹」是由怎樣的理論所推演出來的結果(附註) 沒關係我再簡單的整理一遍根據宇宙學原理得出的R-W度規可以知道：宇宙的變化與「尺度因子」有關尺度因子是時間的函數增函數則膨脹減函數則收縮常函數則靜止 但是尺度因子到底是上述的哪一種？單由宇宙學原理與R-W度規是無法決定的於是宇宙學家借用了「愛因斯坦方程式」「愛因斯坦方程式」講白了就是愛因斯坦的「重力」方程式再搭配目前實際的觀測條件結果…就是因為加入了重力的條件才得出現階段宇宙會膨脹的結論再一次強調宇宙之所以會膨脹就是因為重力！而且理論中並沒有任何尺度的限制 宇宙標準模型已經明白告訴我們：因為重力作用 所以宇宙會膨脹若又解釋：太陽系與銀河系是因為重力作用 所以不會跟著膨脹？？？這不是很矛盾嗎！ 因此在星系尺度內雖然星球密度大感覺應該重力作用會強但在宇宙標準模型下它還是必須膨脹的除非...目前的宇宙學錯了 至於版主在意見010&011中所述之困難如果能放棄「星系內並不膨脹」的說法一切問題就迎刃而解 當然了膨脹的效應如何？由於星系內的尺度比起星雲與星雲之間尺度實在是太小太小…了就如我在意見005中提到 舜晴張 大大 所舉的例子要觀察氣球上「點」的膨脹效應就必須要用到放大鏡甚至顯微鏡呢！因此在討論宇宙膨脹的議題中通常是不會去談星系尺度內的膨脹效應的但不討論並不代表不膨脹五行 大大 您不需要懷疑自己的實驗結果 我猜想有人應該會再問：「重力」是一種吸引的力為什麼加入重力的條件後宇宙反而膨脹了呢？ 其實「重力」的觀念是由牛頓力學所遺留下來的愛因斯坦方程式雖說是描述「重力」的方程式但愛因斯坦曾明白表示過「重力」根本不是「力」它只是時空彎曲的結果也就是說宇宙間壓根兒沒有「重力」這種力牛頓力學的重力說法只不過是一場誤會 宇宙變化的模式由於愛因斯坦時空法則的代入推導出尺度因子在現階段必須是增函數因此宇宙必須膨脹這一點是先有理論 (一九二七年勒梅特) 才有證據 (一九二九年哈伯)而非事實確定之後的自圓其說因此愛因斯坦對「重力」予以「時空」的詮釋在目前許多領域中都是正確的而其它的單純「重力」論點仍無法得到這樣的結果 再回到版主您的主題：「星系與星系之間..放著一條繩子來連接
這條繩子會跟著哈伯定律一起膨脹而 加大尺寸 嗎 ?」我的答案是：不會 在版主您聯結的那一版中我也已經於意見013及015中說明：膨脹的是空間空間是一種自由度自由度是指點與點間虛空的部分繩子並非虛空的它是空間中實質存在的物體並非空間 土衛六 大大 講到四大基本力我認為應該說成：”四大基本缺一力”我們或可用它來解釋繩子之所以成為繩子是因為它有這三種力中的其中之一或二或三(要看是哪種繩子)總之「沒有『力』的宇宙膨脹」是不可能將「有『力』的繩子」拉長的 附註：以上論點所採用的理論(包括所聯結之兩版內容)出自於宇宙學教科書第14、15章書名：引力論與宇宙學Gravitation and Cosmology: Principles and Applications of theGeneral Theory of Relativity作者：史蒂芬‧溫柏格Steven Weinberg

2011-09-14 15:23:07 補充：
版主您好

我承認從未去算過星系內的膨脹效應有多少
有此論點
是僅從理論的推演及邏輯辯證中著手
因此確實很希望能有人指出我哪裡出錯
但強調
必須是能言之有序、言之有物者

其實我們的想法也沒有那麼不一樣
我同意您所說
長度、距離的量度從狹義相對論發表之後
就大多以「光」做為標準
因為對「光」基本上的認知是：它的速度是固定的

2011-09-14 15:24:37 補充：
我們倆現在最大的爭議點應該是：
1.膨脹的只有空間嗎？
2.哪些才算「空間」？哪些不算？

R-W度規中表明
乘上宇宙因子的項只有整個「固有距離」
並不包括時間部分
因此若就我們生活的地球表面空間來說
要能使固有距離拉長
勢必讓地球半徑加大才能達成
因此這一部分我同意您的論點

但是否原因就來自原子的直徑也加大？
對不起
我還是覺的效應太小
而且到目前也從來沒有人見過原子真正的面貌
原子模型在實驗上確實站得住腳
但實際上是如何？

2011-09-14 15:26:50 補充：
而且地球目前的脹大現象是真的只與宇宙膨脹有直接的關係嗎？
還是還有其它的影響？
而地球內部又是如何變化才能因應脹大的事實？
因為月球對地球的潮系力一直都蠻明顯的
如果沒有辦法將這樣的影響分析出來並讓它降到最低甚至到0
那最後討論的結果就將淪為各說各話

歷史上對宇宙膨脹的觀察並非始於哈柏
早在廣義相對論提出前就已經有相關於都卜勒效應等文獻
並且還已經有人預測宇宙可能不安靜
只是別忘了當時的觀察中還有藍位移呢
這麼多觀察數據
到底哪一些是單純的星體運動造成？
哪一些是宇宙膨脹造成？

哈柏是第一個做有系統的分析並提出方法辨識的

2011-09-14 15:27:36 補充：
所以或許您已發現
在歷次的回答中
我都會對種種的數據抱著存疑的態度
因為我認為數據確實會說話
卻也經常說謊話
需要明白人去將它抽絲剝繭
而這方面我是比較弱的
只好從理論面去鑽研

2011-09-14 19:58:58 補充：
意見032有關哈伯的工作我大概說明一下

哈伯是由R-W度規中直接推導出「頻移參數 Z」
並決定了「哈伯常數」

但就如文中所說
到底宇宙是靜止、膨脹、還是收縮
則完全不清楚！

勒梅特是由理論出發
以愛因斯坦方程式為基礎進行推演(1927年完成)
而哈伯則是實驗出發
總結了自己、Slipher、Wirtz、Lundmark、Humason等人的觀察成果
歸納出「哈伯定律」(1929年完成)

當時哈伯的名氣很大
但勒梅特只是比利時的神父
在學術界沒有任何地位
勒梅特曾於1927年親自拜訪愛因斯坦
講解自己的結果
卻被愛因斯坦斥為無稽之談(因當時愛氏一直堅信宇宙是靜態的)
(還記得宇宙斥力吧)

2011-09-14 20:06:04 補充：
1929年勒梅特看到哈伯的論文
於是親自千里迢迢跑到美國見哈伯

哈伯正苦於沒有理論支持他的定律
勒梅特的到訪令他雀躍萬分
但是還是碰到勒梅特的身分問題(當時學術界是很種身分地位的)
於是就由哈伯出面親自邀請愛因斯坦到他的天文台走一趟

愛因斯坦在哈伯及勒梅特左右夾攻之下(理論加證據)
終於承認自己犯下最嚴重的錯誤
然後由愛因斯坦與哈伯正式對外公開宇宙是動態的
並且正在膨脹

2011-09-14 20:14:21 補充：
我會再加講上面的故事主要的用意是：
不需要畏懼「權威」與「主流」
因為不知到哪一天
他們都有可能被您幹掉

只要我們的立論能夠合乎邏輯與實際實驗結果
支流也會變主流

2011-09-15 14:57:39 補充：
回kaworuweb

這我就不懂了
您說需要計算的結果
我已經把所有推導及計算的過程呈現
您又說不要繞著公式、自由度、固有距離.
只要我回答您的問題...

很抱歉
好像是我在請教您問題吧
怎麼變成您反過來問我？
而且我自認從頭到尾已經說明得非常清楚
如果您沒有辦法回答我原來的發問
也沒關係
說一聲就好
我是不會再纏著您的

到下面的網址看看吧

▶▶http://qaz331.pixnet.net/blog

到下面的網址看看吧

▶▶http://qoozoo09260.pixnet.net/blog

1) 星系內空間會膨脹, 所以星體間距離(ex., 太陽-地球, 地球-月球) 會跟著增大.

答：會！但尺度太小了幾乎可忽略！



2) 物體不會膨脹, 所以單一條繩子, 或地球本身不會跟隨hubble flow膨脹.

答：物體與地球與繩子不會隨著Hubble flow而膨脹！



這樣〜〜〜〜

PS.這是某位網友寄信叫我來觀戰的！！

2012-12-30 20:56:53 補充：
看了「超級螞蟻」vs「kawaruweb」的戰爭似乎有點三條線

超級螞蟻出來面對!!

請問江田島平八大大，"現今認為..星系內並不膨脹" 是有甚麼理論佐證嗎? 我所看過的科普書都沒有這樣說耶。如果有，可不可以告訴我哪一本有？

2011-09-12 08:46:52 補充：
感謝 kaworuweb大大的解說。我還沒找《科學人》的原文，不過就你聯結的網站中，我只看到這句話：
「膨脹中的氣球」對於要了解宇宙的膨脹來說，是個很好的比喻。在氣球表面的星系，其實是靜止的，但隨著宇宙的膨脹，任兩個星系間的距離卻增加了。至於星系本身的大小則沒有增加。

我的問題就在最後一句，到底為什麼？如果宇宙膨脹可以用膨脹中的氣球比喻，氣球上面的點應該也是會長大的啊，這個實驗我做過很多次了。

以前類星體被發現..我還記得報紙上說: 發現了以光速3倍(還是2倍) 離開宇宙的類星體!!

不知道是翻譯錯誤..還是當時就是這樣認為的..現在似乎已經不會翻譯成光速的幾倍了
(對比紅移)

若要允許空間以超光速膨脹..紅移超過2的..就直接說是光速的2倍就好了..不是嗎 ?

( 可能現在仍不允許 空間可以超過光速來膨脹 )

2011-09-09 21:35:25 補充：
因為現今認為..星系內並不膨脹..

所以星系的形成..宇宙必須先有 讓其"存放"的空間 (這時候才可以放的下這個星系)

也就是..宇宙必須先膨脹到某個程度..足以容納這些星系..這些星系才能合理的存在

如果宇宙還沒膨脹到某個程度.. 這些星系怎麼"放"的下去 ?

( 而宇宙膨脹到某個程度..又受之於其年齡的限制 )

所以我才會認為..如果一開始星系就是現在的尺寸.. 當初宇宙就必須有相當的年齡..

才能有足夠的空間"存放這些星系"

2011-09-09 21:47:33 補充：
而上面我會這樣的認為..因為是以" 星系本身的尺寸不會膨脹 "為前題..再去假設

雖然我目前並不喜歡(認同)這樣的看法

2011-09-12 07:11:48 補充：
記得羅勃王以前也曾提出科學人雜誌

內容是說宇宙的膨脹是全面性的 (希望沒記錯)

可惜還沒找到那一篇 ~~

2011-09-14 09:05:30 補充：
我們認知的立場都不一樣

你認為..物體不是空間..所以不膨脹

我認為..甲乙兩人站在地上 .. 就如上..空間膨脹 仍會使甲乙 "雙方之間的距離" 增加

假設甲乙兩個人站在地球的兩端 .. 由於空間膨脹 .. 雙方用雷射測距儀 來測距..距離當然會增加.. 此時雙方會認為地球的圓周加大了
(原子也是如此..直徑加大了)

記住..此時度量衡已經改變..先前的物質量尺已不再標準

此時標準的是光速 .. 當光走一秒的距離..就是30萬公里 (簡化)

1公尺的距離..也需以光線來測量 (來回時間)

已上純個人看法..與主流派的正確無緣

2011-09-14 18:42:13 補充：
讓它降到最低甚至到0

-- 降低是沒問題的 .. 先前聽過一個"專科"的朋友說過..

他說..國外研究 潮汐對地月距離增加的貢獻..最大不會超過3公分 (好像2.8還是2.7公分左右)
與實際仍然有點空間可以讓人發揮..且上面是說"最大貢獻"..最小值我倒忘了問~

2011-09-14 18:52:07 補充：
想一想..會不會是2.5公分　?　反正就落在 2.5到 2.8公分之間

那個朋友都是看原文書的..看英文網站..這都是我沒辦法的地方..所以當時也沒問研究單位來自哪裡? 或是論文出處 ?

2011-09-14 19:14:33 補充：
1.膨脹的只有空間嗎？
2.哪些才算「空間」？哪些不算？
--

抱歉.. "哈伯定律" 會不會只是其他某個定律裡所展現的成果 ?

且這個"其他的定律" ..會不會剛好就是超級螞蟻大大最拿手的 ?

接上面已經刪掉的文..我當時就是連接這兩個"定律"..並且得對 超級螞蟻大大最拿手的 那個..作出 "補充項" ..才會搞的工程有些太大 ..自己無力完成..(雖然主軸都有了)
( 其實就算是簡單的..我可能也要搞很久..雖然對一些人簡直易如反掌 )

了不起的問題!!!!!!
先說明一下，為何較小型的物體不會膨脹：
宇宙目前的膨脹能量(即暗能量)非常非常非常弱，比四大已知的基本力(強核力、電磁力、弱核力和重力)都弱上天文數字的倍數。我們宇宙中的原子可能比沒有暗能量作用的原子稍大一點(電磁力與暗能量保持平衡)，不過有強大的電磁力吸引，所以原子不會被粉碎。同理，太陽系和銀河系有重力撐腰(雖然重力式已知力中最弱的，但也遠比暗能量強大)，所以不會被拆散。但在非常大的尺度下，暗能量的累積絕對超過重力，所以必定分散。換言之，只要物質原子之間間隔小到化學鍵結和重力都能發揮力量，應該就不可能被拆散(我的假設)
但還有另一種情況，暗能量與日俱增造成的大撕裂，此時暗能量強過一切，那繩子就會斷了。(另外提醒一下，自然界幾乎沒有沒彈性的東西)

我不在乎回答率，但我才國一，所以也沒上過這個......(我上過知識家看過最精采的題目!)

2011-09-07 21:17:31 補充：
你真的沒誤會.........但空間沒說不能以超光速膨脹，所以只能說，在有限時間裡不能生成無限宇宙.......空間可以用無限快的速度膨脹嗎????(我的數學能力也屬有限)

2011-09-08 18:39:36 補充：
空間當然允許用超光速來膨脹啊，只是大眾對宇宙的誤解太深......

2011-09-10 21:12:41 補充：
你隨便抄一本夠深的天文書都有

2011-09-10 21:13:26 補充：
不過我記得是超星系團間不會膨脹

2011-09-13 19:29:43 補充：
給樓上上的：氣球上的點裡面沒有重力作用啊(我指的是在二維表面上的吸引力，也就是氣球無法模擬宇宙中的某些力)所以當然看不出來.........此模型也無法產生模擬電磁力、強核力和弱核力，只有宇宙膨脹的效應才看得出來。

想下一下宇宙是一顆氣球 這兩個星系是氣球表面上的兩個點 這兩個點用一條繩子連接起來
接下來吹氣球(表示宇宙膨脹) 兩個星系之間的距離會增大 如果繩子的拉力比宇宙膨脹率更大 兩個星系之間不會繼續離遠 如果膨脹率比拉力更大 則繩子斷掉 星系之間持續遠離
這只是一個臆測

以上資料來源來自我的物理老師

至於星系是不是會隨著宇宙擴張而變大有待討論
如果我們跟著宇宙一起成比例擴大(距離雖變大 但是測量工具也變大 我們人也變大 比例相同 擴大縮小對我們都沒差別 也感覺不出來)
科學家發現星系遠離我們 那就是星系之間的空間變大(吹氣球吹進的空氣就是空間)

這是我的猜測 小弟我才高一 根本沒上過這種課程 不足之處請見諒

2011-09-09 19:16:35 補充：
下面那位太強了 我服

早就打算寫一兩篇澄清相對論的評論文章.
不過還未有空生出來.... 所以應該不會回答這題.
但可以簡單說一下:

a) supercluster / 超星系團間 (不是星系間尺度!) 會.
b) locally (星系尺度以下) 不會.

此結果需經計算才得到.
但當然, a 的情況不會有任何真實的繩子能hold住它們 ( 或許hold住姐出馬可以 )

2011-09-09 21:03:39 補充：
to: 江田島平八 ( 大師 3 級 )

>由以上的算法..星係就不可能在宇宙3億歲以下形成.. ...
看不懂你這個&下面那個argument, 解釋一下?

不過上面提到的尺度是對特定的宇宙模型/參數而言(ex., 現今時期).
顯然不會適用於inflation/big crunch


btw,
>造成宇宙的年紀和可視半徑的不相等..
本來就不相等
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%AF%E8%A7%80%E6%B8%AC%E5%AE%87%E5%AE%99

2011-09-09 21:30:40 補充：
另外發現以超光速離開的星體是完全容許的:
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Velocity-redshift.JPG

不過專業的天文學文章確會避免用"速度"來描述, 因為這其實不是well-defined的概念, 通常只會說 z 值.
( 想想看 "古時候"的位移相對於"今天"的觀察者到底要怎麼定義... )

2011-09-11 23:58:53 補充：
我還是沒有很清楚你的argument, 不過,
>如果一開始星系就是現在的尺寸..
想不出有甚麼理由它會成立.

> 當初宇宙就必須有相當的年齡....
YES ofc.
恆星, 星系等要形成都需要一定的時間.
( 以我所知, 目前相信是big bang後億年的order )


TO 超級螞蟻 ( 研究生 4 級 )
>這是經過推導或計算的結果？
上面已說過, 這是按特定宇宙參數計算的結果.

ps.
文章寫出來的話我可以"簡單"說一下這些計算所引申出的問題&含意,
但這些GR的計算本身 is NOT SIMPLE!

2011-09-12 00:27:31 補充：
To 五行

最簡單的解釋可以找一下《科學人》雜誌2005年4月《你也誤會了大霹靂？》http://sa.ylib.com/read/readshow.asp?FDocNo=653
(全文請自找)

裡面有一段有趣的標題
《布魯克林 ( 紐約一個地區 ) 是否在膨脹?》
( 這個標題已經成為這類科普書中最常常用的開場白... )

ps.
不過有趣的是同一個作者後來又在科學人中寫了另一篇文章"反駁"了這裡部份了論點. 當然所謂"反駁"是指GR詮釋上的問題, 不過結論是一致的.

2011-09-15 12:06:43 補充：
TO 超級螞蟻 ( 研究生 4 級 )

你在上一篇, 跟這一篇都沒有正面回答問題
( 只是上一篇已經看膩了你兜圈子, 沒興趣再追問了)
不過既然你又提到, 只好又再問.

請你不要再一直繞在甚麼公式, 甚麼自由度, 甚麼固有距離.
(說實在我覺得你的詮釋大有問題, 最重要的是版上有多少人看懂那些公式?).

請你直接回答YES/NO.
按你的描述, 不知道你是不是認為:
1) 星系內空間會膨脹, 所以星體間距離(ex., 太陽-地球, 地球-月球) 會跟著增大.
2) 物體不會膨脹, 所以單一條繩子, 或地球本身不會跟隨hubble flow膨脹.

2011-09-15 12:08:26 補充：
但若如此, 則把星體用繩子連著, 這顯然會導致矛盾.
所以到底繩子會不會被拉長? 會/不會的話, 為什麼?

btw, 不要再丟到一句甚麼固體/剛體來充數, 因為這顯然沒有解釋到為什麼.
注意在這裡繩子只是一個假想實驗體, 並不必然要求繩子是要任何像剛體的東西, 例如可假想它是粘土做或比粘土還軟, 一拉就扁.



to 五行
你不看全文的話正miss掉最重要的部份.
可以的話建議你先找看看.

2011-09-15 15:18:19 補充：
to: 超級螞蟻

你又在迴避問題了, 而且我從上一題已開始問了
我想怎麼算都是我問先的吧 = =?

我完全不覺得你有說清楚.
你只是由公式claim說是一種"空間"膨脹.
但你的"解釋"所引申出來的明顯矛盾你根本完全沒有回應到.
( 明眼的應該知道我已經針對此矛盾問了 N^N 次, 我也問到累了, 你到底要不要回應?)

PS.
我說的計算完全不是你的那種丟下一個公式而已.
( 我早從上一篇002意見中PO的link就已經有寫, 不過想當然你根本沒在看 )

2011-09-15 15:20:22 補充：
btw,

要"簡單版"的解釋我已說得很清楚, 基本上就是建議任何沒看過科學人那文章的先去看.

我已經在知識+上cite過那篇科學人好幾次了.

說實在文章不長, 但這是很"精彩"的一篇文章, 澄清了除此版上很多其他問題.
因為希望大家先去看, 所以沒打算再重複它的內容.
如果我只截錄一段PO下來就沒有意思了, 我也從來反對當貼文機器.

2011-09-15 16:28:28 補充：
>宇宙之所以會膨脹 就是因為重力！

唉, 不知道要說甚麼....

請告訴我你是怎麼從公式得出此結論??
( 你下面的所謂"解釋"也只是在問東答西 )
當你自己也知道『重力應該是使空間收縮, 而不是膨脹』???

我在想你都不會覺得自己的"邏輯"充滿矛盾的嗎?
你在寫文章時, 真的有說服你自己嗎??

ps. 重力不是使宇宙/空間膨脹的原因.
事實上我們不知道確切原因
( 目前的答案指向inflation & dark energy )

我們只知道愛恩斯坦方程可以容許膨脹的宇宙模型存在.
而從觀察中確實發現我們的宇宙正在膨脹. so that is~