Question

宇宙有多大？

Answer 1

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，大爆炸可能发生在100亿年前，也可能发生在200亿年前，或者是发生在100亿年前到200亿年前之间的某个时刻。

对我们常人来说，浩瀚无垠的宇宙几乎是不可度量的。而对天文学家来说，精确地测绘宇宙天体不仅是必要的，而且也是可能的。天文学采用的计量单位是“光年”，即光在一年里所走的距离。光的前进速度约为每秒30万公里，一光年大约是 9.7万亿公里。银河系的直径约为10万光年。而在银河系之外还有别的星系，距离我们有数十亿光年。最新发现的类星体位于我们目前所能观测到的宇宙边缘，与地球相隔约100亿～200亿光年，是迄今所知的最遥远的天体。

如此遥远的距离简直令人难以想象。要测量太阳系的其他行星或附近的恒星的距离，可以采用由古希腊人发明的视差计算法。所谓视差，是指从两个观察位置观察同一物体时两道视线所形成的夹角。在天文学中，测定视差的方法就是把两个观测点与被观测的天体构成一个三角形，已知两个观测点连线(即基线)的长度，再从这两个观测点测出天体的方位(即三角形的顶角)，就能求出天体与地球的距离。基线越长，求得的结果就越精确。通常，在测量离地球较近的天体如月亮的距离时，可以用地球的半径作基线，所测定的视差则称为“周日视差”。如果要测定太阳系以外天体的距离，一般都以地球与太阳的距离为基线，所测定的视差称为“周年视差”。用这种视差法测量相距8.6光年以内的天体非常准确，测量远至1000光年的天体也能做到大体准确。

另一种测量恒星距离的方法是亮度测定法。一颗恒星可能因体积大、运动活跃或距离地球较近而显得很光亮。只要分清星球的实际亮度和视觉亮度，就能从光亮度上准确测出恒星与地球之间的距离。本世纪初，天文学家按波长区分星球光亮，制成了光谱。他们发现，不同的恒星有不同的光谱特性。用分光镜研究恒星的光谱，就能判断该星的冷热程度。这有助于天文学家辨别貌似暗淡的小星是否遥远的活跃的巨星。只要把一颗星的光与另一颗已知距离、活跃程度相似的星进行比较，就能测量出这颗星与地球之间的距离。

80多年前，大多数天文学家都认为银河系就是整个宇宙，银河系之外什么也没有。可是，当精确度更高的天文望远镜诞生以后，这种看法便被证明是错误的。过去观测到的那些暗淡模糊的斑点，其实是其他的星系，有的与银河系不相上下，有的则更庞大。20世纪20年代，美国天文学家埃德温·哈勃在加利福尼亚州的威尔逊山用当时世界上最大的反射式望远镜研究银河系外星系，他分析了这些星系的光谱，发现各种谱线的波长都移向红色一端。这种现象叫做红移，说明那些星系正在向远处飞离。波长的改变是多普勒效应的作用，与疾驶而去的汽车喇叭声调的变化同样道理。由于宇宙在不断膨胀，星系距我们越远，红移就越大。换而言之，越远的星系，其飞离我们的速度也越快。哈勃据此提出了“哈勃定律”，确定了计算行星运行速度的天文学计量单位——“哈勃常数”。但是，用哈勃常数作为测量尺度存在一个问题，即无人知道它有多长。

关于宇宙膨胀的速率，天文学家们的看法并不一致。最保守的估计是，距离增加百万光年，则速度每秒钟约增加16公里，即一个距我们5亿光年的星系将以每秒约8047公里的速度远离地球。有些天文学家估计的速率比这个数字还要大一倍。按照第一种估计，宇宙中最遥远的天体距离地球约有100亿光年。而按第二种速率计算，则宇宙边缘距离地球达200亿光年之遥。

“哈勃常数”只能在太阳系以外的太空里测定。在那里，膨胀速度非常大，任何局部影响都变得微不足道。

如果天文学家能够找到一支“标准蜡烛”，即某个类星体，其亮度稳定，非常明亮，横跨半个宇宙都可以看到，那么这个问题便可迎刃而解。但是迄今为止，大家公认可通用于整个宇宙的“标准蜡烛”尚未找到。因此，天文学家运用这一基本方法时往往采取一种分步方式，这就是设立一系列“标准蜡烛”，每一步只起测，定下一步的作用。

近年来，3种不同的“标准蜡烛”，即近红外线观测造父变星、行星状星云和麻省理工学院的约翰·托里的成片星系，都使人趋向于认为宇宙很年轻，有110亿～120亿年。

但是，还不能说这便是标准答案，至少有另外3个天文学家小组得出了不同的结果。其中的一个小组是以哈佛大学天文学系主任罗伯特·柯什纳为首，他们得出的结论是，宇宙并不是那么年轻，可能有150亿年。

而杰奎琳·休特和她的学生们以及普林斯顿大学的埃德·特纳则测定宇宙有240亿年。

总而言之，时至今日，宇宙有多大这个问题还远远未能解决。

Answer 2

宇宙到底有多大？根据宇宙大爆炸原理、大爆炸开始的时候、宇宙是一个点、宇宙到现在是137亿岁左右、也就是说：宇宙空间是一个半径137亿光年的一个球体、最大距离是137亿光年的2倍、大概也就是274亿光年。这是理论的大小、但由于人类的望远镜观察不到274亿光年那么久、所以这只是科学家的计算得出的结果。

Answer 3

现在这个问题确实没有什么意义，因为没有人能够肯定的告诉你。
目前关于宇宙是否无限的问题还有争议。即使宇宙整体是无限的，宇宙的可观测部分仍是有限的。
由于相对论限定了光速为宇宙中信息传播的最高速度，如果一个光子从大爆炸开始传播，到今天传播的固有距离为93亿光年（由于宇宙在膨胀，相应的最大距离约为其3倍），这一距离称为今天宇宙的粒子视界。
另一个在物理学数量级估计中常用来表示宇宙大小的距离称为哈勃距离，是哈勃常数的倒数乘以光速，也恰为93亿光年。科普和科技书籍中所说的宇宙的大小常指这个数值。

Answer 4

宇宙到底有多大？人类贫瘠的想象力似乎很难理解，那就让我们用宇宙中跑得最快的东西——光来衡量吧。

光在真空中的速度为每秒30万公里。这个速度如此之快，以至于近代的学者误以为光速是无限大的——打开灯的一瞬间，整个房间不就被照亮了吗？

实际上，光照亮方圆几米的一小块地方，大约需要一亿分之一秒。在你读这篇文章的几分钟内，光子就飞了1000万公里，相当于绕地球250圈！

人的视细胞感受到的每一个光子，都是8分钟之前从太阳表面出发的，跨越了1亿5000万公里的漫长距离，才进入你的视网膜。冥王星和太阳相隔75亿公里，暗淡的阳光到达这颗荒芜的矮行星需要7小时！

离开太阳系之后，我们更能体会到宇宙的速度极限——光速在几乎无穷尽的空间面前，是多么微不足道：

光到达距离太阳最近的恒星——半人马座的比邻星需要4年；

横穿整个银河系盘面，需要10万年；

到达肉眼就能看见的仙女座大星云需要250万年；

科学家能观测到的最远星系位于130亿光年之外

宇宙大约有138亿年的历史。诞生才8亿年的婴儿宇宙中，一颗恒星在核聚变的大火中诞生，一个光子挣脱引力的束缚，开始了一段漫长到绝望的旅程。

它出发的时候，周围还没什么星光，宇宙还处于“黑暗时代”，大片的气体云正在积聚能量，准备孕育新的原恒星。

当这个光子走完2/3的旅程时，在银河系的猎户支臂上，一颗普普通通的恒星诞生了，在它周围从内到外排布着8颗行星。

光子对这一切浑然不知，又继续飞行了几亿年。在这些行星之中，第3颗岩石行星的原始海洋在闪电和暴雨中形成了生命的最基本单位。

光子忽然觉得，这段漫长乏味的旅程有了新的意义，自己和那颗陌生的行星之间似乎被一条神秘的细线紧紧相连。

光子的脚步当然不会稍作停留。无数生命在岩石行星上兴起，繁衍，衰亡，化为积压在地层深处的化石。蜥脚类恐龙的庞大身躯被流沙覆盖，一只古猿小心翼翼地直立起来，眺望远方的地平线。
光子剩余的行程屈指可数了。这种直立行走的生物每天除了打打闹闹就是胡思乱想，它们把脚下的大地取名“地球”，还把散播光和热的母星称为“太阳”。

光子冷笑了一声。在地球上，一个叫伽利略的人把两个镜片安在纸筒里，造出一个被称为“望远镜”的东西，还把它对准了夜空中的星星！

光子心里一紧，硬着头皮继续前进。地球上这群古怪的生物吃饱了还会鼓捣些稀奇的玩意儿，比如把一根“铁棍”弄出老大的火光和浓烟，发射到高空，还把一些闪亮的“玻璃球”送到地球的轨道上绕来绕去。

光子离地球越来越近了，远远看去不起眼的小点急速扩大，最终变成一颗硕大的蔚蓝星球。光子急急忙忙地想从它的身边溜过去，没想到正好撞到一架漂浮在太空的望远镜的镜片上！如果此时光子能够听到地面科学家的兴奋交谈，它就会知道，终结这段130亿年漫长旅程的，叫“哈勃太空望远镜”。

即使这个光子没有被哈勃望远镜捕获，它也永远无法走到宇宙的尽头。因为从它出发的那一刻起，宇宙就一直在膨胀。

从人类的角度看，一切映入眼帘的星光最多只有138亿年的历史——这被称为可观测宇宙，但因为宇宙空间本身的膨胀超过光速，可观测宇宙的半径实际上为460亿光年。至于460亿光年外是怎样一番景象，我们永远也无法看到了！

Answer 5

美国的太空网报道，经过艰苦的计算工作，天文学家发现宇宙超乎寻常的大，其长度至少为1560亿光年
因为这样一种结论，他们成了“球形宇宙论”的支持者。
宇宙的年龄大约是137亿年，可长度为什么是1560亿光年?宇宙的大小为什么是一个你从未听说过的数字?
他们的解释是这样的:宇宙的年龄大约是137亿年。光从最早已知的星系到达我们地球要穿行130亿年以上。因此我们可以假定宇宙的半径是137亿光年，那么整个宇宙的长度是宇宙半径的2倍，即274亿光年。但是自创生以来一直在不断的膨胀，并且理论学家相信宇宙起源于一个密度无限大的点。
美国蒙大拿州立大学的天体物理学家尼尔·科尼什教授解释说:“早期宇宙中光所穿行的距离随宇宙的膨胀而增大，就像银行中的复利一样。”他建议，可以想象宇宙从诞生后只有100万年的年龄。光穿行一年，所覆盖的距离1光年。他说:“那时宇宙的大小比现在小大约1000倍，因此1光年伸展到现在是1000光年。”所有距离加起来是780亿光年。他说，光还没有穿行那么远，“但是穿行137亿年到达我们地球的光子的起点到现在是780亿光年远。这是宇宙的半径，那么直径是1560亿光年。这只是基于光线返回时所用时间的95%，因此宇宙实际的长度可能会更长一些。