宇宙到底有多大?他有中心吗?他有边际吗?他正在变大吗?如果是的话,为什么呢?
宇宙到底有多大?这个困扰多年的问题终于有了答案!
首先,我们知道宇宙有两个意思。1.可观测宇宙:指的是所有我们目前为止观测得到的东西。2.全宇宙:指的是所有现在存爱,曾经存在,或未来会存在的事物。更精确地说,可观测宇宙是我们从地球看得到的区域。因为我们知道宇宙的年纪只有大约138亿年,且光需要时间在空间中行进,因此,不管我们往哪个方向看,我们看到的光最多就是行进了138亿年。所以可以合理的想象,可观测宇宙的直径是2*137.7亿=275亿光年。但并不是这样的。
因为随着时间的流逝,空间继续膨胀,那个在138亿年前发出这个光的物体,在这段期间内已经移动到更远的地方了。今天,那些遥远的物体已经距离我们460多亿光年远,把它乘以2就得到了930亿光年:可观测宇宙的直径。
给你一个尺度上约略的概念,地球的大小之于可观测宇宙,差不多等于一个病毒之于太阳系。但其实这样的比喻没有多大的帮助,因为我们无法真实的理解病毒的微小,也无法真实的理解太阳系的巨大。所以不如就这样说吧,可观测宇宙超级无敌的大。但是“全宇宙”,就我们所知,更大得多,空间很有可能是无限大!或至少说并没有边际,但没有边际与无限大之间的差别,又是另一个故事了。
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再来,宇宙的中心呢?可观测宇宙有个中心——我们!我们就是可观测宇宙的中心,因为可观测宇宙就是地球上可观测到的区域,就像是站在高塔上往下看到的区域是个以塔为圆心的圆,我们可以看到的宇宙的中心,当然就是我们。事实上,如果你想要更确切,我们每一个人都是自己的可观测宇宙的中心!但这并不表示我们也是“全宇宙”的中心,就像是高塔并不是世界的中心,高塔只是它可以看的到的,地平线以上的空间的中心,但你看不到地平面以外,并不代表那边没有东西。
同理看到可观测宇宙,当我们望向天空,我们最远看到来自现在距离我们460亿光年的物体,发出的行进了138亿年的光,任何更远的东西都是在“地平线”之外。但每经过一秒,我们都看到新的,来自稍微更远(一光秒更远)的物体的更老一秒的光。因此我们的可观测宇宙是真正的每一秒都在变大,我们只要等宇宙变老一秒,让更远一点点的光到达我们。
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那么,现在我们坐落在“全宇宙”可观测的这个部分的中心,到底宇宙有多大呢?可观测宇宙现在直径930亿光年这么大,“全宇宙”则大概是无限大,宇宙有边际吗?可观测宇宙有(就是距离我们460亿光年的任何方向),“全宇宙”有个时间的边际(或我们称为开始点),但似乎可以确定没有空间的边际。宇宙有中心吗?回顾之前,可观测宇宙有中心:那就是你!那“全宇宙”呢?似乎可以确定没有。宇宙正在变大吗?是的,空间正在膨胀,使得可观测宇宙和“全宇宙”都在变大。再加上,随时间流逝,我们可以看到更老的光来自更远的地方,所以我们的可观测宇宙也因为这样在变大。
总而言之呢,这就是我们站在这个塔上看到的景色,你就是宇宙的中心,我也是,每个人都是,也可以说没有人是。