如果宇宙从大爆炸开始并一直膨胀，那么宇宙是否有中心？

yujuan

“我想站在尽可能靠近边缘的地方，因为在边缘你可以看到所有你在中心看不到的东西。“——库尔特·冯内古特

在日常生活中，所有的事物都有个界限，都有个中心，那宇宙的中心在哪里？从我们地球看所有的星系都在远离我们，那地球是宇宙的中心吗？关于宇宙的膨胀、大爆炸、暗能量以及“中心”的概念，我们有很多误解。下面我们就看下，宇宙的局部和整体运动是怎样的？

宇宙局部区域的运动方式

我们先从地球在宇宙中的旅程开始。上图是信使号宇宙飞船在飞往水星的途中顺带拍摄的地球照片。为什么要在这里提地球呢？因为就在几个世纪以前，人们还认为地球是太阳系的中心，并且是静止的，不自转，也不绕太阳公转。从地心说到日心说，我们人类对宇宙的认知走过了漫长的道路。

现在我们知道地球不仅不是太阳系的中心，而且也不是静止的，太阳系里的任何天体都不是。地球和其他行星围绕着共同的质心公转。然而这个共同的质心也在太空中运动，沿着稳定的轨道穿越银河系。其实我们看过很多太阳系在银河系运动的照片，但是有些照片略带些偏差。

其实我们的整个太阳系几乎保持在一个恒定的平面上，行星在运动中并没有滞后，就像下图那样！奥尔特云则是一个稀疏的椭球体围绕着太阳系，一起在银河系中运动。

但这还不是全部！银河系本身也不是静止的，它的中心也不是静止的。因为我们的星系不仅在旋转，而且在空间中移动。这是因为银河系周围到处都是引力源：

在银河系周围有其他星系

星系群和星系团，

星系间的气体和暗物质

这些星系之间的引力会发生相互作用

所以不仅是银河系，所有的星系、星系群和星系团都在发生着相对运动。这些都只是宇宙的局部运动。

整个宇宙的运动运动方式

但是在宇宙中更重要的不是这些星系的局部运动，而是整个宇宙的运动。在最大的尺度上，星系并不是简单地由于引力的影响而移动，而是宇宙整体的膨胀影响着宇宙中的一切。但宇宙的膨胀方式通常想起来并不直观。

当我们想到某种东西在膨胀时，我们通常会和生活中的爆炸联系在一起，就像过年放的炮竹，所有的碎片都离彼此越来越远。我们在太空中也有很多这样的爆炸事件，比如一次II型超新星爆发，它将恒星燃烧后的核燃料抛洒到星际介质中。

在一场典型的爆炸中所有不同的部分都在相互膨胀，但这是因为爆炸的推力，而不是因为空间本身在膨胀。但这种形式和“宇宙大爆炸”或“正在膨胀的宇宙”没有关系。

相反，我们需要把空间想象成一个膨胀的气球。在气球的二维表面上粘着硬币。如果我们往气球里吹气，气球就会膨胀，我们把每一枚硬币看作一个星系，或者是一个观察者。这才是宇宙的膨胀方式，当然这是二维表面对三维空间的描述。

从任何星系的角度看，所有其他星系都在远离彼此。那些离你较远的星系似乎退行得更快，而那些离你较近的星系退行速度就没有那么快。

但是从任何星系的角度来看，我们会发现完全一样的规律。如果以远离自己的方式判断自己是宇宙的中心，那另外一个星系又会觉得自己才是宇宙的中心。

在广义相对论的背景下，在一个不断膨胀的宇宙中，不仅没有中心，而且没有首选的观察者，也就是说没有任何“特权”星系。因此不会有任何的观察者会认为自己才是宇宙的中心。

然而，总的来说，宇宙正在发生一场控制膨胀的竞赛。

这是一场引力和膨胀之间的竞赛，一场从大爆炸就已经开始的竞赛，或者说从宇宙第一次被描述为热的、稠密的膨胀状态的那一刻开始，引力就和膨胀率发生着竞争。随着时间的推移，膨胀率下降，宇宙冷却了下来。

大爆炸并不是一个有中心的爆炸，也不是一个可以被描述为我们可观测宇宙起源的单一位置。更确切地说，据我们所知，宇宙中充满了物质和辐射，它们在所有地方同时处于高温状态，这就是我们所说的大爆炸。

至于宇宙是如何膨胀的，那是由它里面的物质决定的，不同的区域有不同数量的物质。这就是为什么在早期宇宙中，我们会看到宇宙微波背景的波动。

这些“热点”（红色）和“冷点”（蓝色）对应的是物质略多于或略少于平均值的地方。拥有更多物质的区域将成长为星系、星系群甚至星系团，而拥有较少物质的区域则不会，因为最大的低密度区域会放弃所有物质，变成巨大的空无一物的宇宙空洞。

最大的超密区域可以阻止局部的膨胀，形成银河系质量的数千倍的区域。但在最大的尺度上，不仅膨胀占上风，而且膨胀不再由物质或辐射主导，而是由暗能量主导，这是在广义相对论的背景下解释今天观测到的膨胀率的唯一方法。

总结一下：

我们要理解的是，大爆炸并不是发生在一个点上，而是大爆炸同时发生在我们宇宙的每一个地方，所有的位置都经历了大致相同的膨胀，密度的不完美导致了星系、星系群和星系团以及宇宙空隙，暗能量通过宇宙的加速膨胀率向我们展示了自己的存在。

这就是大爆炸发生的方式，在宇宙中的每一个地方同时发生，空间也在宇宙的任何地方被创造出来，因此我们的宇宙没有一个中心的概念。

原文地址：今日头条

yongbuzai

大爆炸奇点的能量来自何方呢？无法解释呐

yongbuzai

宇宙如果是有限的必有中心，如果是无限的则无中心

和你相伴1

老铁，老铁，我是沙发！[大笑][大笑][大笑]