一個看似簡單的問題:宇宙究竟有多大?

宇宙不應該被看作一個三維空間——這是一個人們經常犯的錯誤。當考慮宇宙的大小時,我們必須將其看成一個四維空間。考慮到這一點,我們可以進行下一步分析了。

據測算,2012年時,宇宙已經存在了137。72億年,誤差為5900萬年。

一個看似簡單的問題:宇宙究竟有多大?

宇宙在大爆炸之前從未存在過——這是一個常犯的大(爆炸)錯誤。時間本身開始就沒有原因(因為這將假定時間在宇宙之前存在)。想想看——如果時間永遠存在,它將總會到達現在。那如果我們不能到達,那麼現在將不存在。同樣地,在大爆炸一開始的時候,宇宙不可能是無限的(一個奇點)——奇點將意味著它包含無限數量的東西,大爆炸將永遠不會停止,但它沒有。

綜上所述,現在想象一下,宇宙開始於137。72億(誤差5900萬年)年前,並以299792。458km/s的恆定速率膨脹(光速在真空中的速度和時間在空間中的速度)。

一個看似簡單的問題:宇宙究竟有多大?

這就是重要的四維空間。如果我們能瞬間走到宇宙邊緣(宇宙牆)一半的距離,我們環顧四周就會發現,我們實際上還在宇宙的中間。事實上,我們周圍的宇宙現在只有68。86億年的歷史,而宇宙牆距離我們也只有34。43億光年——我們已經成為了時間旅行者。

現在立即向牆的方向移動,當你走到剩餘距離的一半時四處看一眼,你會發現你仍然處在宇宙的中心——牆的距離在我們周圍的各個方向都是一樣的。但是當我們測量這個距離時,出現了17。205億年。

溫度也似乎變暖了。

一個看似簡單的問題:宇宙究竟有多大?

讓我們再試一次。仍然站在中間,你會發現,這個距離是860。75萬光年。

每當我們進行想象的跳躍時,我們總會發現自己正好處在一個更年輕、更小的宇宙中間,宇宙之牆越來越近,但一切都在變得越來越熱。

當然,如果我們繼續進行一半剩餘距離的跳躍,也永遠不會到達牆,因為我們每次跳躍的移動增量都越來越小。

你真的想這麼做嗎?據估計,距離牆幾分鐘(光分鐘)的溫度超過了10億度,如果再接近這個溫度,我們所知道的整個物質形式就會瓦解。

一個看似簡單的問題:宇宙究竟有多大?

所以“牆外”什麼都沒有。毫不誇張地說,那是根本不存在的。我們生活的宇宙被標記為“有限但無限”,也就是說,它不會在時間或空間中永遠存在,你也永遠無法到達它的邊緣。

一個看似簡單的問題:宇宙究竟有多大?

現在算出宇宙的大小相當容易——只要你有一個顯示足夠大的計算器。

換個稍微不同的方法怎麼樣?我想讓你“感受”宇宙的大小,而不是數字。

來自哈勃太空望遠鏡的最新“宇宙來信”,正漂浮在地球衛星軌道上,這給人一種奇妙的感覺。

一個看似簡單的問題:宇宙究竟有多大?

兩臺哈勃相機對紫外線、可見光和近紅外波段進行了超過10年的修正,總曝光時間計算為200萬秒(23天),最終形成一系列照片。可以看到,哈勃極端深場(XDF)中有無數的“星系”!提醒你一下,是星系,不是行星。

我們在夜空中看到的無數星星都是銀河系中的星星,它們是太陽的朋友。在我們的星系中,這3千億顆恆星與太陽緊密相連,像颱風一樣旋轉。那種感覺,可能會讓你心煩意亂。

順便說一下,星系盤的直徑是80-10萬光年。即使你以光速穿越銀河系,也需要80-10萬年。在星際尺度上,即使光速能在1秒內繞地球轉7。5圈,也為時已晚。

這就是“只有一個銀河系”的故事。

一個看似簡單的問題:宇宙究竟有多大?

拓展空間

即使這是我能感知到的最後一刻的單個星系的影象,這張極端深場的照片還是令人震驚的,因為星系是“緊”的。它看起來有點暗,但每個光點都是一個星系,每個光點都是由2到3千億顆太陽組成的。

即使是在小的區域,至少也可以看到5500個星系,離地球的距離竟有100億光年。

一個看似簡單的問題:宇宙究竟有多大?

作者: quora

FY: 董美慧

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