宇宙有多大
宇宙有930亿光年。
现代宇宙学中的主流观点认为宇宙的起源,是起源于一次大爆炸,是在过去由一个密度极大且温度极高的状态演变而来的,并经过不断的膨胀达到的状态,这种观点被称为,宇宙大爆炸理论或奇点大爆炸理论。
大爆炸发出的光线,还在向外传播。爆炸产生的气体和云团,舞动着,旋转着,聚集成胚胎时期的星系。
扩展资料
天文观测发现宇宙中众多星系构成的庞大产物串成丝状或卷须状网络维系在一起的,仿佛混沌的“星系际高速公路”。
2009年11月,天文学家在宇宙遥远区域发现了一个巨大的由此前不被人知的星系构成的星系团,其由众多星系构成的庞大“宇宙网”在茫茫宇宙中蔓延。巨大星系团的发现将帮助天文学家了解潜在的宇宙“骨架”。
据美宇航局太空网报道,宇宙这种网状的基本架构已经确定。法国斯特拉斯堡天文台的天文学家罗德里戈·伊巴塔表示:“当你使用大型天文望远镜遥望宇宙时,你的眼前会出现多样的星系网络,但它依旧有很多谜团尚待我们解开。”
目前宇宙的半径大概是465亿光年,直径930亿光年。但930亿光年仅仅是我们能观测到的宇宙直径,由于宇宙的膨胀速度已经超过了光速,所以我们只在地球上观测宇宙的话无法得知宇宙到底有多大,这还是一个未解之谜。
把世界上最伟大的数学家请到世界上最先进的计算机前,请他用人类所已知的最大数来表述宇宙的尺度,让全人类都来做他的助手,不停地帮他在这个大数后面添“0”,演算的最后结果会是多少呢?结果将是“毫无结果”,人类永远无法算出这道题,因为这道题本身不是数学题。
“其大无外”,“宇宙是无限的”,古今哲学家们不厌其烦地重复着这一答案,认为这才是对宇宙尺度问题的准确表述。其实,哲学家们并不比数学家高明多少,数学家们算不出来的时候,就已经使用了一个哲学符号---------∞,即表示宇宙无穷大。哲学家们讲的“无外”、“无限”本身就意味着:人类的思维已无法思维这道题,或者说它在哲学上无解,故它也不是一道哲学题。
“上帝是至高无上的”,当把上帝同宇宙相比时,谁比谁大呢?如上帝在宇宙之中存在,那么“上帝至高无上”则为谎言。如上帝不在宇宙之中,那么宇宙之内没有上帝存在。无论神学家们如何想像宇宙与上帝,他们永远想像不出宇宙与上帝的确切边界,故“宇宙有多大”这道题在神学上无解,它不是一道神学题。
正因为物理学家、数学家、哲学家、神学家都弄不清宇宙的大小,说明这一问题本身就有问题。《庄子·庚桑楚》中曰:“有实而无乎处者,宇也。有长而无本(开始)剽(末梢)者,宙也。”《淮南子·齐俗》曰:“往古来今谓之宙,四方上下谓之宇。”可见宇宙本身就指的是空间和时间,问宇宙的大小,就同问纯空间的大小、纯时间的长短、纯质量的质量、纯温度的温度一样,这些问句都不完整,缺少主词。
任何空间都是指某物的空间大小,任何时间都是指某物的时间长短,故宇宙是指某物所占据的空间与时间。撇开“某物”这一主词,而去问一种抽象的时空尺度是没有意义的。如同问一个抽象“生物”的身高与年龄一样,无法回答。
其实,人们在讨论“宇宙”问题的时候,往往站在完全不同的角度,物理学家们所说的宇宙完全不同于哲学家们所说的宇宙,哲学家们所说的宇宙又完全不同于神学家们所说的宇宙。这倒不是因为宇宙中的空间、时间有什么不同,而在于人们研究时空的方法与途径完全不同。
宇宙的物理学解显然只能通过观测的途径去获得,而且还要通过观测来验证,任何视觉观测不到的宇宙解均不会被物理学家们所接受。因此,物理学宇宙是已观测到的和可被观测的宇宙,它的解存在于人们视界范围之中,它的尺度等同于人类的视界。
宇宙的哲学解必然以已有的物理学宇宙解为内核,并根据已经观测证实的结论定理去进行归纳、演绎、推理,用思维逻辑去拓展哲学宇宙的时空,直到这种思维走到尽头,到无法继续进行思维的界段为止,这种哲学宇宙的尺度等同于人类的思维宇宙。
宇宙的神学解并不排斥物理学与哲学的宇宙解,但神学家们力图用一种无法被观测与被思维的“神”来解释宇宙,这种“神”的真实性显然依赖于人类的想像能力,故神学宇宙的尺度等同于人类的想像极限。
宇宙到底有多大,谁也不知道,所有科学家所谓的科学言论都是假设,都是推测,看一下一下的文字,你可能会对宇宙有一个新的认知,一个新的概念。记住,科学家的说法都是假设,还有些干脆就是想象,所以我希望看了这些文字后,不要失去那想象与探索的心
宇宙有多大
要是你出生海洋中间一个孤立的荒岛,而且跟外界没有任何联系,你的地理知识将是有限的。通过望远镜向四外远眺,你看到的景象会受海平面的约束。尽管你可以推测边缘之外的东西,但你会缺乏切实的证据来支持你的假设。
仅局限于我们的行星以及其周围,我们面临同样的情况:我们可以看见宇宙一部分,但我们只能推测其的全部范围。我们可以通过平面几何猜测,宇宙继续无限期地向所有的方向扩张,就像一个草原延伸到我们眼睛所至的地方。(在这种情境下的平面是指一个连续的三维空间,像一个无限延伸的盒子)。然而,我们对实际的宇宙的理解受可观测的宇宙的边缘所束缚。我们肯定不清楚在我们仪器能观测的孤立地方之外存在什么东西。
因此,我们可能想知道:我们可能能够直接观察到的部分宇宙究竟有多大?乍看一下,该问题答案似乎是一个简单计算。光的速度大约是每秒钟186,282英里,或每年大约5.9万亿英里。从宇宙大爆炸起流逝的时间是137.5亿年。两个数字相乘,瞧——我们发现在整个宇宙历史,光可以行驶137.5亿光年(810万亿亿英里)。不过,该答案是错误的。
让我们思考光是何时产生的。从宇宙大爆炸到)大约380,000年后宇宙重组(当中性的氢原子形成时,宇宙是不能透射光线的。光子在带电微粒间反弹,它们无法走得很远。理由是带电微粒与光子相互作用——要么吸收,要么发射它们。只有重组时代后光才能穿过太空。这是因为光子能通过中性氢气,而没有被改变方向。因此,任何估计可观测的宇宙的大小必须假定:我们能看到的光线是在太空变成透明的关键时代后才释放出来的。(我们将来某天可能探测到来自那个时代的中微子和其他粒子,把时间表往前推,扩大我们可观察的范围。) 两个时间的差异对计算结果改变不大,但是一定要注意。
更重要的是 另一个调整。自原始的创造爆发以来,随着宇宙的扩展,太空一直在延伸。今天银河系离我们的距离远比其发出光时要大得多。通过类比,我们认为一场接力赛,即一个女孩把球抛给她队友,然后跑离他。如果教练后来问队友他接住的最远一掷是多远,他会给出一个跟被问他接到从掷得最远的人那里传的球不同的答案。同样地,光源掷出的光子所走的距离不能光源目前位置的更大的范围。因此,如果当光源离地球足够近时发射出光线的话,我们可能能够观察到比137.5光年更远的光源。
可是,另一个扩大可观察宇宙的限制是宇宙的加速度。宇宙不仅在扩展,而且宇宙的成长一直在加速。科学家已经利用从哈伯太空望远镜、WMAP(威尔金森微波各向异性探测器)卫星及其他设备获得的资料来确定加速度、宇宙年龄及其他重要的宇宙学参数。
利用大量的资料,一队由普林斯顿j·理查德.歌特( J. Richard Gott)领导的天文物理学家在2005年进行了可观测宇宙半径的详细计算。他们的答案是457亿光年——是我们第一次天真的估计的三倍多,在这个球体内含有数千亿的星系,而每个星系又有数千亿恒星。
歌特团队通过找出光源今天离我们多远来计算这个半径。在我们接力赛的类比中,如果她抛一个球,我们接住它,那么这就可确定某人肯定站在那里。
有趣的是,随着宇宙的扩大,可观察的部分会增长——但有一定限度。歌特和他的同事表明,对可观察宇宙半径来说,最终会有限度:620亿光年。由于宇宙的加速膨胀,星系正在以一个前所没有的速度逃离我们(彼此之间)。因此,随着时间的推移,越来越多的星系将超越可观测的范围。再次借助我们接力赛类比,我们认为,随着接力赛的继续,如果运动员变得越来越快,彼此之间会越来越远,以致于当他们第一次抛球时,那球永远不会到达另一个运动员那里。
在可观察宇宙里面的所有事物并非都可以确定,这是再自然不过的事。这包含所有可以通过光信号了解的事物的球状空间,从一个前国防部长唐纳德·拉姆斯菲尔德所作的著名评论可得到结论。其评论是:可观察宇宙包含“已知的未知事物”,如暗物质。这些未知事物最终可以分析的。在可观察宇宙之外存在“未知的未知事物”:推测的物体,不是直接观察的物体。
有限与无限
到底宇宙是有限的还是无限的?这个问题数千年来困扰着无数的科学家、数学家、哲学家。我们到底应该用怎样的尺度来衡量这个“大家伙”呢?
在哥伦布发现新大陆之前的时代,很多的人都对于一个事实坚信不疑——从西班牙出港向西走400海里就会坠入无边的悬崖。在15世纪之前,人们对于地球的认知远远低于现阶段,所以几百年前的人的设想在现在看来多少有些可笑。但是我们不能以此认为那个时代人们放弃对于地球的探索。由于历史及科学的局限性,使得那个时代的人们不可能从宏观上认识地球。
事实上,等到哥伦布顺利到达北美的时候,他的行程已经远远地超越了所谓的无边的悬崖的传说距离。人类的认知得到一个历史性的提升。以后,哥白尼的“日心说”逐渐地取代托勒密的“地心说”,成为了新时代的教科书,但是哥白尼的历史局限性也是一样的。在今天的人们看来,哥白尼的学说也是错误的。因为在他所处的历史环境下,太阳系是人类认知的最大边缘。
事实上,我们可以用一个假设来解读这个问题。世界上存在的一切物质有没有一种或是几种无限的?当然有!例如说数字。数字没有极限,也就是说世界上没有一个极大值,也不存在极小值。但是我们可能会忽略的一个问题。只有存在人脑中的虚拟的东西是无限的,就像数字。数字的存在只是一种抽象的概念,也就是我们只能通过现实的存在物质来表达它,而不能把实实在在的“数字”拿出来。
要是再把我们的假设夸大,整个宇宙中所有的物质只要是现实存在的其实都是有限的,那些无限的物质只存在抽象的概念之中。例如太阳系再大,也有自己的体积、质量等。中微子再小,也有其质量和体积。因为大到太阳,小到中微子其实都是客观存在的物质。只要不是人们脑海中抽象的概念,其实都是可以量化的。
按照这个假设我们几乎可以很断定地说,宇宙是有限的。但同时另外的一个问题又随之出现。假设A点(或面)是宇宙的边界,我在宇宙“内侧”架起一杆枪,向A之外的空间开一枪,子弹要是向前走,就证明宇宙的范围继续“扩大”了,要是子弹不向前走,就证明宇宙是有限的。事实上我们都明白,在推力的作用下子弹是会继续向“前”走的。按照这个推理,似乎宇宙又是永无边界的!
这两种假设陷入了互相矛盾的“悖论”之中!
就像几百年前的人类不明白地球是圆的一样,我们只是生活在宇宙之中的极为渺小的尘埃。人类的认知只能是越来越远,对宇宙的认知也会越来越深刻。希望在不久的将来,人类能搞清楚宇宙的“全景图”和宇宙中越来越多的秘密。
打个比喻,有个新疆蚂蚁,爬了一辈子,都没爬出新疆,于是就说,新疆是无边无际的。后来他的后代继续爬,终于爬出了新疆,来到甘肃,于是蚂蚁的科学达到了新高峰,原来新疆是有边界的,那边是甘肃。那甘肃是不是世界的尽头呢?于是无数代蚂蚁继续他们的科学实践,继续爬,终于横贯中国,来到祖国的东海边,终于爬不动了,望着无边无际的大海,蚂蚁们感叹,世界原来真的是无边无际的。其实大海那边我们知道还有许多蚂蚁不知道的事情。
人在宇宙中,就好比蚂蚁在地球,要了解整个世界,还有很长的路要走,可能几十亿年后太阳大爆炸,人类灭绝了,人类都还没能认识整个宇宙。假使宇宙是有极限的,但对于已经毁灭的人类来说,这个极限其实已经是无边无际了,你已经没有时间也没有这个能力去认识整个极限。
参考资料: http://zhidao.baidu.com/question/1251533.html