宇宙到底有多大,宇宙到底有多大,能否形象的举例说明下

我们经常嘲笑井底之蛙宇宙到底有多大,只能够看到井口那么大的一块天,其实我们人类又何尝不是这样呢?何为宇宙?就是空间无边无际,时间无始无终。可是科学家却研究出来一个宇宙大爆炸理论,说是宇宙大约是140亿年前发生的一次大爆炸形成的!并且新研究成果认为宇宙直径为1560亿光年,甚至更大。我不是天文爱好者,但我个人并不认同这样的说法,随着科学的进步,我想这样对宇宙的认知一定会被新的理论将它推翻的。

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满天的星光各自跑了若干光年,才送到地球人类的眼皮子底下,大多数还是借助于天文望远镜才能够看得到。但是尽管这样,靠着自己的一套理论来推测,就把宇宙定为有实际年龄,还推算出来宇宙的直径有多大,这有点儿像是盲人摸象了。人类科学发展史刚刚多少年啊?怎么能够想象得了宇宙呢?我觉得地球上的人类虽然是智慧高级动物,可这是我们自己封的,而且仅仅局限在一个渺小得实在可怜的太阳系中的地球上。

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夜郎自大的人类该醒一醒了!我们平均寿命区区才几十年,在时间的长河中太微不足道了。多少年来经常出没的UFO,直到现在谁都没有能力搞一个清楚。深海烟囱,有耐好几百度高温的生物存活,如果不是看见,谁又能相信?地球上有许多我们还没有完全弄明白,更别提什么宇宙了!我相信宇宙是无限的,地外生命一定是有很多,我们也算是外星人!人类仰望星空,只不过是管中窥豹,时见一斑。

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宇宙无边无际,浩翰无边!地球上面有太阳系,太阳系上面有银河系,银河系上面还有许多许多,一层一层,越往上越巨大,以至于无穷,我们没法想象!人类想征服宇宙?简直是天方夜谭!但是人类可以不断向宇宙深处探索,力量越来越强大,掌握的规律越来越多,可以无限地利用规律改善自己的生活,但在大亊上,比如生死,这就是命运,人类永远无法长生不死!因为这是自然规律,一切事物的发展都是一个过程,有产生就有灭亡,宇宙中一切事事物物都逃不出这个法则!所以,无论多少年后,人类都不可能完全战胜自然,征服宇宙!

在人类生存的空间世界里,有一个问题绝对无法绕过去,就是这个宇宙究竟有多大?到底有没有边界?人类还有没有可能探知宇宙的大小?能看到最远的那颗天体吗?

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相信任何一个人都无法回答这些问题,即使你问天文学家,他也会告诉你不知道。

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因为目前为止,没有任何一个观测数据,能帮我们识别出哪个位置是宇宙的边界,也没有任何一个模型可以模拟出宇宙的大小。

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不仅如此,根据天文学家的观点,我们的宇宙不仅现在无法推测边界在哪里,即使在将来,人类也无法探知宇宙的大小。

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也就是说关于宇宙大小的问题,我们永远都无法找到答案,这主要有两个方面的要原因:一是宇宙真的很大,二是我们的观测有限,这种有限不是暂时的,而是永远的!

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1、宇宙真的很大相信很多读者都知道哈勃空间望远镜,这是一个在距离地面640公里的轨道上,环绕地球飞行的天文望远镜。

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哈勃望远镜因为在地球大气层之上,所以拍摄影像不受大气湍流的扰动,视相度绝佳,而且没有大气散射造成的背景光,这是目前为止最重要的天文仪器之一。用哈勃望远镜观测到的太空,影像是非常清晰的。

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哈勃天文望远镜

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当我们观测太空时,越暗的地方表示此方向的星球距离我们越远,我们无法观测到。但也有可能是此方向没有星球,是宇宙的边界。

2003年,为了求证太空最暗的区域究竟有没有星球,哈勃望远镜曾经朝着最暗的区域持续曝光了113天,拍下了意想不到的画面。

在非常小的区域内,相当于100米外一个乒乓球那么小的区域,一共拍下了上万个星系!没错,是星系而不是星球!

下面这张图片上的每一个亮点,都是像银河系一样的星系。

哈勃望远镜拍下的超深空场照片

我们目前能够看到的最远的天体,大概距离我们300亿光年的地方。但是要明白,这个300亿光年是宇宙的下限,这对我们探知宇宙的上限是没有太大意义的。

而真正让我们意识到宇宙很大是因为另外一件事情,就是无论我们朝着宇宙的哪个方向看去,物质的总量都差不多,没有哪个方位有明显的区别。天文学里将这种情况定义为“各向同性”,也就是各个方向都相同的意思。

从地球上看太空,四面八方都相同意味着什么?难道意味着地球是宇宙的中心?这种地心说显然是不正确的,我们知道地球不是太阳系的中心,更不可能是宇宙的中心。

只能有一种解释,那就是宇宙很大很大,大到连我们在宇宙的哪个方位都无法探知,大到即使我们在宇宙的某个角落,看四面八方都是一样的,我们无法观测到边界。

下面再来看看第二个问题,我们的观测能力多么有限:

2、我们观测太空的能力有限相信很多人会对上文中的300亿光年提出质疑,因为我们观测到的宇宙范围是461亿光年。

前面提到的300亿光年,是能够观测到的天体距离,但是我们接受到的宇宙爆炸的余晖,是在461亿光年的距离,这是宇宙诞生后第一次释放出来的光,也就是宇宙微波背景辐射。

这是我们能够看到的最遥远的光。这不是我们的能力不行,也不是望远镜不够发达,而是更远的光还没有传到地球。

所以说,461亿光年,既是我们实际看到的最远的地方,也是理论上我们能够看到的最远的地方,这已经是我们看到的极限了。

其实在这个461亿光年的基础上,我们还可以再增加4亿光年,因为有些光在传播过程中,是会散射和被吸收的,这部分光我们是观测不到的。

但是除了光,我们还可以探测引力波,虽然我们现在没有能力探测宇宙爆炸的头38万年时的引力波,但理论上是可行的。

所以在461亿光年的基础上,还可以增加4亿光年,也就是说465亿光年是人类的观测极限了。

既然更远的光还没有传到地球,那是不是说随着时间的推移和宇宙的变化,总有一天我们是可以探知宇宙的大小呢?

3、那么有没有一种方法来推算宇宙的大小呢?我们知道宇宙是不断变化的,而最大的变化就是宇宙在不断膨胀。宇宙的膨胀为我们推算宇宙大小提供了一种可能,我们从宇宙微波背景辐射着手。

微波背景辐射是宇宙诞生38万年的时候发出的,当时的宇宙已经膨胀到了一定程度,而且还在继续膨胀。

当我们接受到宇宙微波背景辐射的时候,当初发出光的地方,已经距离地球461亿光年了,这并不是说光是从461亿光年的位置发出的。

实际上,宇宙在膨胀最初发出光的位置距离我们要近得多,只是宇宙膨胀将距离拉远了。这里大家要明白一点,宇宙膨胀的速度远比你想像的要快,甚至是超过光速的。

我们假设在宇宙微波背景上取一个点,就叫它A点吧,我们再假设时间回到宇宙诞生之初,它刚从光源发出的那一刻。那个时候的A点距离地球只有4200万光年,当时地球并不存在,我们只是假设地球的位置。

当A点的光发出之后,地球与A点之间有两个运动关系:一个是由于宇宙膨胀,地球与A点的距离越来越远,两者是朝着不同方向飞奔而去的。另一个是A点发出的光,是追着地球跑的,光与地球的方向是一致的。

当A点发出的光追上地球,被人类观测到的时候,A点已经跑到距离地球461亿光年的位置了。

这说明什么?这说明随着时间越久,光能够到达的距离就越远,人类可以观测的宇宙范围就越大,而且越来越大。目前可观测的宇宙半径,至少有461亿光年这么大了。

既然可观测的宇宙范围会越来越大,那是不是意味着将来的某一天,只要时间够久,我们就能观测到宇宙的边界呢?

很可惜,答案还是不能!因为这里面有一个概念叫做“退行速度”,因为它的存在,人类不可能观测到宇宙边界。

4、由于退行速度的存在,人类不可能观测到宇宙边界我们可以将“退行速度”理解为朝着远离地球方向的运动速度,比如某星球的光线朝着地球的方向发射叫“进行”,而远离地球的光叫“退行”。

这里必须强调一点,退行速度不是说天体的运行速度,而是宇宙的空间变化速度,是允许超过光速的。退行速度不仅和宇宙膨胀速率有关,也和距离有关。在同样的宇宙膨胀速率的情况下,距离地球越远的地方,退行速度就越快。

如果一个星球距离我们非常远,远到了退行速度超过光速,那么它传递的任何信息,无论过多久都不会传到地球上。

天文学家将这个退行速度超过光速的边界,命名为“表观视界”,这就是人类未来最远可以观测到宇宙边界。根据天文学家的计算,当距离超过620亿光年时,退行速度会超过光速。

也就是说,如果宇宙继续按照我们预期的样子膨胀的话,620亿光年就是我们能够看到的最远的极限,不论是现在还是未来。

如果真实的宇宙大于这个范围,那我们将会永远都无法知道宇宙的大小。

记住这个数字:620亿光年!

2022-06-10

2022-06-10