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我们膨胀的宇宙：他膨胀成什么？

加州大学伯克利分校物理学教授，《时间的物理学》作者理查德·穆勒回答道

宇宙不需要为了膨胀而膨胀成任何东西，我知道这听起来很荒谬，所以我给你一个听起来更容易理解的不同的例子，想想你有一根可以无限延伸的线，在这根线上，每一寸都有一个标记，有无数的英寸，现在移动每个标记，使两者之间相距两英寸。整个格局都扩大了，它仍然是无穷的，但是标记点相距更远了。图形扩大了，但是长度仍然是无限的。

现在有一个新例子，假设你有一根长橡胶，一直延伸到无穷远处（这根橡胶就代表了宇宙），在橡胶的每一寸上都有一个标记，知道每两个标记之间相距两英寸，它仍然是无限远---但是扩大了。

物理学家认为“空间”不是空洞的，但是与橡胶相类似的。（但是他们不被称为橡胶，他们被称为“真空”，在物理学中，“微粒”只是真空的振动），真空可以膨胀，就像橡胶一样，但是因为它一直延伸到无穷远处，所以它并不需要太大的空间，用更简单明了的方式说就是“无限的空间”（这很聪明，但是并不能解释任何事）。

现在有一些新的东西可能会令你感到困惑，又可能会有所帮助。在物理学理论中，星系之间的距离越来越远，这就是宇宙的膨胀。然而按照物理学理论的方式描述它（我是说在广义相对论中）并没有任何星系在移动，所发生的就是他们之间的空间（真空）在之间增加。

不，这些东西你在学校或者大学是学不到的（除非你有一位杰出的教授），它通常是在研究生的课上，当你在攻读博士学位的时候。在那时你可能会遇到这样的语言“在爆炸学理论中，所有星系都有固定的坐标（这意味着它们不会移动）”，“膨胀”用“度规张量”来描述两者坐标之间的距离。在大爆炸理论中，变化的是度规张量，它代表了宇宙的膨胀，即使星系并不移动。最近的发现的加速膨胀意味着膨胀的速度在加快。

或许你读过空间曲率的数，在两个静止物体之间放置一个黑洞，他们之间的距离会突然增加—即使他们并不移动。所以“距离”并不像人们想象的那么简单，是爱因斯坦提出了“空间”（即真空）是可折叠的，它能弯曲和伸展。

我认为你们会感到很困惑，这并不是一个糟糕的迹象，相反这是一个好的迹象，当你学习一个崭新的东西和你曾将想象的完全不同的时，“困惑”是第一步。

宇宙的膨胀是两个宇宙之间的距离随着时间逐渐增加的过程，这是一个凭借空间尺度而使内在改变，宇宙不会膨胀成任何东西并且不需要空间存在“外部”。在技术上，空间和空间中的目标都不会移动，相反，控制时空大小和几何形状的度量本身在尺度上也发生了改变。虽然光和时空中的目标的速度不会超过光速，但是这个限制并不会制约度量本身。

在通货膨胀时代大约10-32秒的宇宙大爆炸之后，宇宙突然扩大，并且它的体积增加至少1078倍（一个在每个维度上扩张距离至少为1026倍），相当于扩大的对象为1纳米（9-10米，大约半个DNA分子的宽度）的长度，大约10.6光年（约1017或者62万亿英里）长。宇宙在此之后开始以非常缓慢的速度逐渐扩大，直到宇宙大爆炸（40亿年前）约98亿年，宇宙扩大的速度逐渐加快，现在仍然如此。

作者： quora

FY: Nicole

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