宇宙的中心到底在哪里？

zhoujingli

一张大爆炸之后的瞬间产生的闪光的全宇宙视图（宇宙微波背景图）。尽管图片里有些局部的不规则，但是整体的结构是大致均匀的。这张图片表明宇宙是均匀并无限的，而且在大爆炸以后就一直这样了。

图解：宇宙微波背景图-公共领域图片，来源：NASA

根据我们现在所有已经进行的观察，我们可以知道宇宙是没有中心的。一个宇宙的中心想要存在，这个点必须在某种程度上是特殊的，并且默认宇宙是以一种“洞”的形式存在的。所以让我们想想能够制造出一个中心的所有不同种类的效果。

首先，如果一个物体在旋转，我们就可以确定一个旋转的中心。旋转的中心是在旋转的物体上的一个固定的点。对于地球来说，旋转的中心是连接南北两极的轴。对一个将篮球放在指尖旋转的篮球运动员来说，旋转的中心就是篮球和他的指尖相接触的点。对于一个按轴旋转的轮子而言，它的旋转中心这条轴。然而，对于宇宙来说，根据现有的观察，若将宇宙视为一个整体，并没有发现任何的旋转。没有旋转，也就没有旋转的中心。

接着，你可以确定质心。如果一个物体是有限的，普遍来说，它的质心就是一个点，在这个点周围的任意一个方向上都具有相等质量。对于无限物质来说，情况就复杂地多了。如果一个物体是无限并且均匀的，你不能简单地定义它的质心，因为每个点都是相同的。另一方面，如果一个物体是无限而不均匀的（比如它在某一点有一个密度较大的结），你可以将整个物体的质心定义为非均匀物体的质心。比如说，想象天空中的一片云。

一般的云不会有一个明确的界限，相反地，它们是向各个方向延伸的，并且变得越来越稀薄。即使云向各个方向延伸至无限，它的高密度的区域是存在于一个固定的范围之中的，所以你可以用寻找有限物体质心的步骤找到它的质心。现有的观察显示宇宙在就尺寸而言是无穷的。虽然行星和恒星确实代表了时空结构中的不均匀性，但在通用尺度上，这种不均匀性是随机分散的。因此，一般来说，宇宙是均匀的。故而，由于宇宙的无限均匀，人们是无法确定宇宙的质心的。

另外一种可能性是电荷的中心。电荷中心与质心类似，这个中心是物体中的一个点，在这个中心周围充满了分布均匀的同向电荷。一个电荷分布均匀的球体的电荷中心，就是这个球体的中心。与质量分布类似，宇宙的电荷分布整体是无限均匀的，所以宇宙也没有电荷中心。

除开上面两种可能，宇宙还可能存在曲率中心。如果将宇宙比作一个沙拉碗，宇宙可能会存在一个中心，其他所有点都从这个中心离开。但是就现有的研究，我们已经发现宇宙是水平的，没有任何弯曲的现象。

宇宙中心还有另外一种可能，膨胀的中心。如果将一块橡胶板固定在地面上，然后让人向着四周来拉动它，橡胶板被固定的位置即为膨胀的中心。膨胀的中心是空间中所有其他点向外延展的起始点。大量天文观察都揭示了宇宙的确正在膨胀。这些观察是“大爆炸”学说作为宇宙起源的基础。因为宇宙正在膨胀，如果你将时间拨回以前，一定会有宇宙是被压缩为一点的一个时期。既然宇宙是在膨胀的，你可能会想到宇宙中会存在一个膨胀的中心。但是现有的观察揭示了现实情况并不是这样的，宇宙正在向每个方向均匀地扩张。

所有宇宙中的点都同时在与其他的点保持均匀的距离。这可能很难想象，但是最关键的概念是，在通用尺度上，宇宙中的物体并不是真的在互相远离。与之相反的，物体相对之间是固定的，是承载物体本身的空间在膨胀。你可能会尝试说，宇宙大爆炸的位置就是宇宙的中心。但是，正是因为宇宙是由大爆炸创造的，所以大爆炸的位置不简简单单是一个点，它充斥着整个宇宙。大爆炸产生的主要的后果是一种闪光，就是我们所说的宇宙背景辐射。

如果大爆炸是在太空中的一个位置发生，我们就可以看见闪光从天空中的一个点发出（我们之所以能看到很久以前发生的闪光是因为宇宙太大了，而光在宇宙中传播需要时间）。事实恰好相反，我们可以看到闪光从太空中所有位置均匀的发出。除此之外，一旦我们将地球自身运动的影响也纳入考虑，平均每一个方向的闪光都是同样的强度，这表明宇宙没有膨胀中心。

定义中心的另一种的方法是将其定义为一些只存在于一点物体或特征，比如超大黑洞和超大规模的星云。但是观察表明，所有种类的物质都随机的分散在整个宇宙。无论我们怎样去定义和识别，宇宙都没有中心。宇宙是无限且不旋转的，在平均的通用尺度下，宇宙是均匀的。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. wtamu

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本文选自：今日头条

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膨胀的奇（启）点就是中心