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宇宙到底有多大,920亿光年?宇宙究竟有没有边界?

 

人类在将目光投向无边无际的宇宙之后,我们的目标和认知似乎就已经达到了“终点”,因为我们很难去观测宇宙之外是否还存在着事物,这在我们现行的物理观念中也是一个终极问题。

要探寻所谓的外界,就要先弄清楚我们所处的这个宇宙究竟有多大,或者说,我们的宇宙究竟有没有边界?

上世纪以来,物理学家们就一直在进行着研究,一些理论提出后又被事实推翻,留存至今并且得到发展的理论,大多是有事实作为证据的,比如宇宙大爆炸理论

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宇宙究竟是怎么诞生的?

宇宙源自于大爆炸,这是上世纪最重要的天文物理学理论之一,先后经过了勒梅特、哈勃和伽莫夫等物理学家的发展,如今已经是世界上最广为人知,并得到了广泛认同的宇宙起源假说

根据这个理论,宇宙在大爆炸之前,所有的物质都集中于一个“奇点”,在大爆炸发生之后才不断膨胀,最终形成了我们如今看到的丰富的物质宇宙。在大爆炸假说创立的过程中,美国物理学家艾德文·哈勃通过观察宇宙中的“红移现象”为这个理论提供了有力佐证。

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哈勃通过观测得知,宇宙中的星系在不断地远离着彼此,并且离银河系越远的星系,其退行速度越快。他的发现无疑是对宇宙大爆炸理论的一种证明,说明我们的宇宙确实存在着某个膨胀的起点,并非是在恒定不变的物质所组成。

后来为了纪念哈勃在宇宙理论上的贡献,人们将空间望远镜以他的名字命名——这架在地球轨道上运行的望远镜,能够看到许多在大气层影响下难以观测的天体,为人类天体物理学发展做出了杰出的贡献,甚至有人还称,哈勃望远镜看到了宇宙的“边界”

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宇宙的边界真的被找到了?

在大爆炸理论模型被提出来后,研究者们计算出了宇宙的“年龄”,即大爆炸大约是在138亿年之前发生的。而如今哈勃望远镜已经观测到了距离地球130亿光年之外的星系,那么这就是宇宙边界的星系吗?

要知道光年作为一个距离单位,它指的是光在真空中行走一年的距离,那么我们看到的这个星系的光就是130亿年之前发出的。但是,这并不代表我们真的看到了宇宙的边界,因为在这130亿年里,宇宙仍然在不断地膨胀,我们所观测到的这个星系也不再处于原本的位置

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既然我们已经知道了宇宙在不断膨胀,那么研究者们是否可以根据宇宙膨胀的速度,来推测可观测宇宙的大小?根据光在宇宙中传播的速度和时间,也就是“光行时”,科学家们计算出可观测宇宙的半径大约在460亿光年左右,整个可观测宇宙的直径即为920亿光年

这个数字虽然很夸张,但是似乎还处在人类的认知范围以内,那么宇宙真的只有这么大吗?针对这个问题,科学家们有自己不同的意见。

人类能够真正探索到宇宙边界吗?

我们所说的920亿光年直径,只是目前的可观测宇宙的大小,并不代表这就是我们宇宙中的全部物质。根据哈勃定理,离我们越远的星系退行速度越快,也就是说只要距离我们够远,星系的退行速度将会超过光速

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也就是说,很有可能还有众多星系的光从未传到过地球,而我们从地球上也永远不可能看到这些遥远星系发出的光芒,这就是在我们的可观测宇宙之外的不可知宇宙

按照人类目前的科技水平,我们很难再推算不可知宇宙有多大,其中的星系又是怎样的存在和分布着。因此920亿光年可能远远不是宇宙的边界,真正的边界在哪里我们很有可能永远也无法知晓。

不过宇宙的膨胀并不是永无止境的,其中的物质会越来越分散,而到了某个时间点之后,我们目前能够看到的星系也将消失在我们的视野中,那时候的可观测宇宙将只剩下我们自己的星系,我们在宇宙中的存在将会更加“孤独”。不过,那最早也将是数千亿年之后的事情了。

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结语

目前我们对于宇宙诞生的一系列理论,也都只是基于现有认知的一系列猜想。如果我们在今后发现了更多的证据,那么现有的理论也很有可能被推翻,将整体框架再进一步发展,甚至是重新架构完全不同的理论体系。

总体来说,人类对于宇宙的认知还并没有到达非常深入的地步,我们今后还需要不断地进行研究,才能够真正发现宇宙诞生、变化和未来发展的趋势,并以此来指导人类未来的科学进步。

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