宇宙到底有多大？可视直径至少920亿光年
[摘要]科学家通过宇宙微波背景辐射的观测发现我们的宇宙已经膨胀了138亿年，但宇宙的直径显然要大于这个数值，最新的研究认为宇宙的直径可达到920亿光年，甚至更大。
讯（罗辑/编译）据国外媒体报道，到底有多大？这个问题似乎和宇宙年龄有多少一样令人捉摸不透，美国宇航局的哈勃太空望远镜彻底改变了我们对宇宙的认。随着观测技术的发展，科学家已经能观测到宇宙大爆炸后7亿年左右的早期天体，望远镜就如同一台时间机器，可以看到过去的“情景”，那么宇宙有多大呢？科学家认为宇宙有多大无法用数字来形容。目前可观测的宇宙年龄大约为138.2亿年，由于时空距离和光速之间的关系，意味着我们宇宙的直径将是138.2亿光年的倍数，如果按138.2亿光年估算，并考虑宇宙加速膨胀，那么我们的宇宙的可视半径会达到460亿光年，这意味着宇宙直径在920亿光年。 在观测宇宙时，我们似乎总以观察者为中心的角度看宇宙，这就像一艘在地球表面大洋中航行的轮船，如何确定宇宙到底有多大？！从另一个角度看，我们无法看到宇宙的边缘并不意味着我们处于宇宙的中心，我们可能处于大爆炸与宇宙边缘中间的位置，这样就可以推出宇宙可视半径在460亿光年。科学家认为宇宙的大小取决于它的形状，目前的宇宙理论认为宇宙可能是一个球体，类似马鞍状的负弯曲形状，该理论源于宇宙大爆炸理论，整个宇宙的外形如同一个吹起的气球，我们则生活在宇宙的“表面”。同时，科学家也认为宇宙是平坦的，根据美国宇航局的调查，宇宙可能是平坦而无限的，2013年的调查发现如果宇宙是平坦的，那么误差只有0.4%。
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[图文]宇宙到底有多大
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[日期：12-21]
核心提示：我们并非居于宇宙的中心，但是我们确实居于可观测宇宙的中心，这是一个直径约为930亿光年的球体
关于我们生活于其中的这个，《系漫游指南》一书的作者，英国著名剧作家道格拉斯?亚当斯(Douglas Adams)曾经写道：它很大。的确。
　　想要了解究竟有多大，请你试着将一枚硬币放在你的面前。假设这枚小小的硬币就是我们的太阳，那么另一颗代表距离太阳最近的恒星：比邻星的硬币就应当放在大约563公里之外。对于生活在中国的读者而言，比如上海的读者，这第二枚硬币几乎要摆放到山东或安徽省境内，而对于一些小国的居民而言，这颗硬币可能都已经放到外国去了。
　　而这仅仅是太阳和距离它最近的一颗恒星而已。当你试图模拟更大范围内的空间时，就会麻烦的多了。比方说，相对于你的那颗硬币太阳，系的直径将是大约1200万公里，这相当于地月距离的30倍。正如你所看到的，宇宙的尺度是惊人的，几乎没有办法用我们生活中所熟知的距离尺度加以衡量。
　　但这并不意味着人类丈量的梦想是遥不可及的。学家在长期的工作研究中已经找到一些行之有效的方法去测量宇宙的尺度。以下我们将向你呈现有关的内容：
　　1 的尺度
我们并非居于的中心，但是我们确实居于可观测宇宙的中心，这是一个直径约为930亿光年的球体
　　这个星球上没有人知道究竟有多大。它或许是无限的，也或许它确实拥有某种边界，也就是说如果你旅行的时间足够长，你最终将回到你出发的地方，就像在上那样，类似在一个球体的表面旅行。
　　家们对于具体的形状和大小数据存在分歧，但是至少对于一点他们可以进行非常精确的计算，那就是我们可以看得多远。真空中的光速是一个定值，那么由于宇宙自诞生以来大约为137亿年，这是否就意味着我们最远只能看到137亿光年远的地方呢？
　　答案是错误的。有关这个的最奇特性质之一便是：它是不断膨胀的。并且这种膨胀几乎可以以任何速度进行――甚至超过光速。这就意味着我们所能观测到的最远的天体事实上远比它们实际来的近。随着时间流逝，由于宇宙的整体膨胀，所有的星系将离我们越来越远，直到最终留给我们一个一片空寂的空间。
　　奇异的是，这样的结果是我们的观测能力事实上被“强化”了，事实上我们所能观察到最遥远的星系距离我们的距离达到了460亿光年。我们并非居于的中心，但是我们确实居于可观测宇宙的中心，这是一个直径约为930亿光年的球体。
　　2 充斥着星系
这是美国宇航局哈勃空间望远镜获得的最深邃的影像之一
　　这张照片是美国宇航局哈勃空间望远镜获得的最深邃的影像之一。家们让哈勃望远镜对准天空中的一小块区域进行长时间的曝光――长达数月，尽可能地捕获每一个暗弱的光点。文中上图是局部的放大，完整的图像是下面这幅图，其中包含有1万个星系，从局部放大图中，你可以看到一些星系的细节。
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宇宙到底有多大
一,宇宙有多大?目前的天文物理学界的普遍看法是----根据大爆炸理论,在具体的观测结果的基础上得出的计算结果大致如下:1,时间上.根据对宇宙空间里的物质的观察,我们的宇宙应该在150亿年到280亿年之间.而且宇宙的生命不会超过10的34次方(年),这个数字是质子的生命时间,也就是到那时,所有物质都将湮灭而不复存在.2,空间上,可观测物质存在的跨度大致是10的22次方(光年).3,质量上,其能量总和约为10的50次方(尔格).二,恒星的计算问题.这个问题很简单,并不象上面问题那样充满了争议.恒星的质量以及恒星间的距离的计算方法在高中数学书里就能找到,从而也就能很容易的估算出一个星系里恒星的数目来.三,宇宙之外是什么?这个问题是许多人都考虑过的,但是真正的解答应归功于一个叫"齐奥伯斯"的人.他提出了著名的齐奥伯斯佯谬---- 如果宇宙是无限的,那么我们的夜空应该是亮的.乍一看,他提出来的是个错误.但是仔细分析一下就可以知道,他说的是事实.因为如果宇宙是无限的,那么根据普适性的分布规律,无论我们从哪个角度去看,总会看到一颗恒星的,差别只是距离的远近不同罢了,所以无论哪个点上都会有光源,从而使得夜空只会更亮而不是黑暗.那么从黑暗的夜空,我们就可以知道一个答案,宇宙是有限的.既然宇宙是有限的,那么宇宙之外这个问题的提出也就很自然了.数学家给出很多种模型,下面举两个例子:1,平行宇宙.根据相对论,光速是物质运动的速度极限.假设一个光子不被其它物质吸收,那么它将一直向前运动.因为它不可能被吸收,所以它是没有终点的.也就是说,存在这样的空间,是光永远无法达到的.由于那里离我们是这样的"远",所以我们无法知道那里的任何事情,也就是说存在着与我们这个宇宙决然不同的被另外一种数学规则所统治的宇宙.逆推回来,它们那个宇宙也永远无法和我们的宇宙进行沟通,所以称为平行宇宙.2,多维宇宙.这种宇宙其实更直观些.比如把二维空间(平面)看成一个封闭的宇宙,那么生活在二维空间里的生物将无法逃脱平面的数学束缚,也就是它无法从平面跳跃出来.同样,由于我们生活在三维空间里,所以我们也无法逃脱三维空间特定的数学限制.那么四维五维乃至更多维的空间里的事物我们是可以猜想却无法真正了解的.需要补充的是,之所以我们可以猜想多维空间里的某些事物,是因为我们毕竟是多维空间的一个特例(就如同平面空间是我们三维空间的一个特例一样).彻底终结这个问题的人是一个叫"哥德尔"的奥地利数学家,他在上个世纪三十年代证明了哥德尔定理.定理指出,任何一个数学系统,或者是数理逻辑系统都是不完备的.也就是说,被喻为科学的基石的数学体系里存在着人类智慧无法解答的问题.1962年,美国数学家柯亨证明了"连续统假设"的独立性.为哥德尔定理确立了第一个数学模型.那么根据哥德尔定理的推论,在我们这个数学体系定义下的宇宙,它的外面是我们这种数学体系下的智慧无法了解的.宇宙到底有多大?它有没有尽头?_百度作业帮
宇宙到底有多大?它有没有尽头?
一,宇宙没有中心也没有边界（从史学和相对论解释） 公元前,古罗马诗人,唯物主义哲学家卢克莱修（公元前约99—55年）写道：实际上是两样东西组成了大自然,这,首先是物体,再则是那虚无缥缈的太空,物体在那儿停留并以不同的方式运动.但是,那虚无缥缈的太空有边界吗?再说,纵然宇宙空间是有限的,假若突然有某人急速地奔跑,到达那边缘的终端,他以全部力量和冲刺的速度掷出一支标枪,它一直向前飞去,它会不偏不倚地命中那预定目标,或是在它的路程上的某个地方被什么东西阻挡?你不得不承认其中的一个结果,但你无法解释其中任何一个结果,你必须同意,宇宙空间扩大到无穷的远方.文艺复兴时期的意大利哲学家布鲁诺（年）直到站在火堆上被烧死之前,还不止一次地重复说过：“尽管这个地球是如此美好,但我始终用问：在它的外面究竟还有什么?” 如果宇宙空间是有限的,那么请问,它的边界外面是什么?空间是空的吗?是否就是存放物质的容器?牛顿说：“绝对空间,就其本质来说,独立于外界任何事物,总是始终如一和静止不动的.”在一个既没有中心,又没有方向性的真空中,运动的物体将作匀速直线运动,我们找不到什么理由,它应该按照别的什么方式运动,这就是牛顿第一定律.宇宙到底有不有一个“不动的中心”?牛顿说：“世界体系的中心处于静止状态.所有人都可以承认这点,因为一些人可以把地球看作不动的中心,另一些人可以把太阳看作不动的中心”.假定宇宙有一个不动的中心.但是,根据相对性原理,我们根本无法区分宇宙中那一个点才是宇宙的中心.我们坐火车的时候有这样的经验,我们坐在火车里,常常搞不清楚到底是我们在运动,还是迎面驶来的火车在动.同样理由,假如张三和李四两人分别位于甲、乙两个点上作相对运动.那么张三和李四根本无法确定到底是谁处于静止状态,谁在做运动,谁才是宇宙中的那个不动中心.假如有第三个观察者王五也在作相对于张三和李四的相对运动.在王五看来,自己也可以认为自己是静止的,自己是宇宙的中心,是张三和李四在做相对于自己的运动.这样一来,到底谁是宇宙的中心,要凭我们的实验和观测是根本无法确定的事.即宇宙根本没有中心.既然宇宙没有中心,那么问宇宙的边缘在什么地方就显得毫无意义,因为没有中心,何来边缘?!二,宇宙没有中心（从能量和空间学解释） 太阳是太阳系的中心,太阳系中所有的行星都绕着太阳旋转.银河也有中心它周围所有的恒星也都绕着银河系的中心旋转.那么宇宙有中心吗?一个让所有的星系包围在中间的中心点?看起来应该存在这样的中心,但是实际上它并不存在.因为宇宙的膨胀一般不发生在三维空间内,而是发生在四维空间内的,它不仅包括普通三维空间(长度、宽度和高度),还包括第四维空间——时间描述四维空间的膨胀是非常困难的,但是我们也许可以通过推断气球的膨胀来解释它.我们可以假设宇宙是一个正在膨胀的气球,而星系是气球表面上的点,我们就住在这些点上.我们还可以假设星系不会离开气球的表面,只能沿着表面移动而不能进入气球内部或向外运动.在某种意义上可以说我们把自己描述为一个二维空间的人.如果宇宙不断膨胀,也就是说气球的表面不断地向外膨胀,则表面上的每个点彼此离得越来越远.其中,某一点上的某个人将会看到其他所有的点都在退行,而且离得越远的点退行速度越快.现在,假设我们们要寻找气球表面上的点开始退行的地方,那么我们就会发现它已经不在气球表面上的二维空间内了.气球的膨胀实际上是从内部的中心开始的,是在三维空间内的,而我们是在二维空间上,所以我们不可能探测到三维空间内的事物.同样的,宇宙的膨胀不是在三维空间内开始的,而我们只能在宇宙的三维空间的运动.宇宙开始膨胀的地方是在过去的某个时间,即亿万年以前,虽然我们可以看到,可以获得有关的信息,而我们却无法回到那个时候.
宇宙究竟有多大？
这个问题有两层含义，一是宇宙的范围有多大，二是宇宙的年龄有多大。这个问题所谈论的是可见的宇宙，也就是以我们所在的地球为一个球体，其半径是自大爆炸以来，即宇宙作为一个点诞生，开始向外迅速膨胀以来光所通过的空间。从整体上看，宇宙很可能比这个可见的宇宙大得多。
就测定所能提供的东西来说，天文学家们显然并不知道，至少不是确切地知道大爆炸是何时发生的。他们只是非常笼统地说，大爆炸可能发...视频: 宇宙到底有多大？（中文字幕）
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