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如果时空在不断膨胀，是不是我们也在跟着膨胀？

Viktor T. Toth
你遇到了物理宇宙学最普遍的误解。不，时空并没有膨胀。它也没有收缩。它甚至没有静止。当你考虑方程中实际出现的东西时，这些词都没有任何意义。

这些方程(弗里德曼方程，它们只是描述引力的爱因斯坦场方程的一种特定形式)描述了一些更加平凡的东西。不要在意时空这个短暂的概念；方程是关于引力场(也就是时空的度规)和物质的。而飞散开来的是物质。更具体地说，是物质密度随着时间的推移而平均下降。

强调“平均”。因为它只适用于大尺度上的物质，即彼此之间没有受到任何力量束缚的远距离物质团块。

彼此靠近的物质团块：星系团中的星系、星系中的恒星、太阳系中的行星、你身体中的原子，都被引力、电磁力或短程核力绑在一起。也就是说，这些物质团块或粒子在很久很久以前就停止了飞散。

所以不，你并没有膨胀(除非你吃得过多，但那与宇宙学无关)。地球并没有膨胀。太阳系也没有膨胀，银河系也没有膨胀，甚至本地星系群也没有膨胀。构成这些东西的物质在亿万年前就失去了动量，在一个我们很好理解并且是描述我们宇宙中大尺度结构形成过程标准理论一部分的过程中，在各种机制下通过释放一定量动能最终变成废热，使得物质能够“凝聚”，形成结构，并最终塌缩成恒星和行星，包括我们生活其中的地球。

导致这个问题变得比必要更加混乱之一原因是，在宇宙学中，用“共动坐标”来表达事物通常很方便：在这些坐标中，物体之间的距离随着“尺度因子”的比例增加，即使物体的坐标保持不变。这似乎意味着是时空在膨胀。有必要记住，物理学与坐标的选择无关，我们也可以同样容易地选择其他坐标系。另一方面，当两个物体之间的测量距离随着时间的推移而增加时，这意味着毫无疑问地、按照定义地，这两个物体相对于彼此运动、远离彼此。

Ennis Mawas
膨胀的是时空的结构，而不是实际的质量体。如果地球以宇宙相同的速率膨胀，我们会被拉伸得很厉害，就像气球一样爆掉。把时空想象成一个巨大的果冻球，果冻里有一些小豌豆，代表着行星和恒星。果冻是在膨胀的。不是豌豆。果冻把豌豆固定在原地。不，这不是广义相对论的工作方式，因为它没有很好地表示重力。但它给了一个理解时空的好比喻。

Torbjörn Larsson
物质是由化学键连接在一起的，它们很容易抵消空间的膨胀。

在更大的系统中，可能是局部的重力起到了压倒性的作用，这样的系统被称为有界系统，其中星系和(据信)像我们的本地群这样的本地星系团可能会无限期地保持在一起。

我看到一些评论说空间并没有膨胀，但我们从累积的宇宙学红移知道它确实如此。光子波包在穿越局部膨胀的空间时会局部膨胀。这不是一个很大的效应，它是每米每年10^-10米，但它加起来会产生巨大的值。

这些值由宇宙学尺度因子描述，它适用于描述宇宙的通用广义相对论模型。而在我们似乎拥有的平均平坦的宇宙中，空间以一个很好的近似在膨胀。今天也有令人信服的宇宙学理由选择零(例如，消除了宇宙学奇点)作为我们宇宙中空间曲率对称性，所以无论其一般坐标选择自由如何，在我们的宇宙中都可能是一个精确的广义相对论解释。

在我们所处的这个世界里, 我们可以把空间看成是以通常意义上膨胀着。

Eduardo Navarro
是的。根据一组数据，还有很多东西需要定义，但A. Riess最近发表了一篇摘要，不仅证实了宇宙正在膨胀，而且不同的读数之间的差异证明了膨胀在不同地方以不同的速率发生(简单地说)。

你可以看看，这真的很酷也很有趣，一些数字能够有多么富有洞察力。

本文译自 Quora，由 八里 编辑发布。

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