宇宙究竟大到什么程度？这个数据超乎想象

StEwai

作者：未来科学
中国道教和佛教就有一个成语“大千世界”来形容宇宙的大小，这里的世界不是地球，而是整个“世界”，也就是宇宙，比我们这个世界大一千倍则是小千世界，再往上一千倍则是中千世界，中千世界的一千倍就是大千世界！

佛教和道教的宇宙观似乎很生硬，都是千倍大小，但其实这个千倍应该理解成形容词，而不是量词，所以准确的说这个宇宙观非常具有代表性，也就是我们对“世界”的认识实在是太浅薄了！宇宙到底有多大？包括天文学家在内仍然没有一个准确的数字！
从地心说到认识河外星系

古希腊时期人们对于宇宙的理解由托勒密汇总成了地心说，一整套严密的体系与计算逻辑，尽管繁杂但却维系了上七年，也不得不说这个中维护者付出的努力，但错误的体系再怎么装饰它要被捅破窗户纸，这个人就哥白尼，日心说的提出，使得人类认识宇宙的方向迈出了一大步，此后开普勒行星定律的发现，伽利略望远镜的发明，还有牛顿万有引力定律等等，人类准备好了重新认识宇宙的一切工具。

但到二十世纪以前，天文学家知道的也仅仅是银河系内的天体，尽管发现了很多河外星系，但以当时的认知，也是误认为是银河系中的漩涡星云而已，一直到哈勃发现了仙女星系中的造父变星，距离测量后哈勃认为至少达到了100万光年，尽管误差有点大，但可以确认，仙女星系已经是河外星系！

此后测量技术的更新换代，哈勃的宇宙膨胀和距离成正比给了大家一个粗略估计距离的好方法，当然1938年后提出了以Ia型超新星为标准烛光的测量方法后，这个距离更加精准，随着超大口径望远镜的落成，在宇宙尺度的认识上也越来越远！

当然提供了最大助力的是宇宙诞生的大爆炸理论发展，因为它直接将人类认识从星系层面的角度直接跨越到了宇宙的边缘，勒梅特在提出大爆炸理论的雏形后，乔治·伽莫夫和拉尔夫·阿尔菲以及罗伯特·赫尔曼分别推进了原初元素形成和大爆炸余晖的理论，而1965年微波背景辐射的发现则是一个王炸！

因为它直接跨越了星系，跨越了望远镜的极限，直接将人类的触角触碰到了宇宙的边缘，1998年宇宙加速膨胀的发现，2013年欧洲普朗克卫星最新测量的哈勃常数，得以计算出宇宙的年龄大约为137.98±0.37亿年，2015年时这个数据被更新为：137.87±0.02亿年！对应的宇宙大小大约是930亿光年！

2016年2月11日LIGO和VIRGO的团队宣布发现黑洞合并的引力波，其实这个意义非常重大，因为此前的光学望远镜只能看到发出可见光的天体，为了看到更暗弱的天体，不得不加大望远镜口径，但很显然这个制造成本与难度越来越高！后来发展了射电天文，直接看到了大爆炸的余晖，但在余晖的背后连射电望远镜也无能为力，未来则是中微子，它能观测到大爆炸一秒后的宇宙！

现在的引力波理论上可以直接观测到大爆炸发生的一刹那！不过从理论来看，要观测到大爆炸的引力波，那个天线可能是光年级别，现代技术估计难以实现，不过至少有了理论支持，要不然连门道在哪里都不知道！
我们的宇宙有多热闹？

其实哈勃在没事干的时候，拍过“三张”深空照，其实说它三张不合适，因为这是用成大量的长时间曝光的照片处理出来的，目标天区则是在绝大部分望远镜看来空无一物的区域！

第一次拍摄时间：1995年12月18日至28日间，位置：北天区大熊座附近

第二次拍摄时间：1998年9月至10月间，位置：南天区杜鹃座

第三次拍摄时间：2003年9月24日至2004年1月16，位置：北天区天炉座

其中最著名的是最有一次几乎大半年断断续续的拍摄，处理后的照片，天文学家发现即使远达130光年以外，仍然星系密布，而后期加入更大量处理后的HXDF照，则展现了一幅超过133.5亿光年外宇宙的秘密，宇宙是那么大，但它也很热闹，哈勃带给我们的认识是颠覆性的！

当然各位不要急，因为NASA还有一个王炸没出，那就是詹姆斯韦伯望远镜，它使用的镀金膜的可见光低频段和近红外波段，将会发现更暗弱的天体，它能否看到真正的第一个星系，有待未来分晓！

宇宙是封闭有限的还是开放无限的？

上文用了1600多字展现了宇宙到底有多大，但有一个问题是这到底是不是宇宙的全部，这是困扰天文学家的一个问题，这个问题在爱因斯坦的广义相对论推出后就开始了研究，在1936年几位天文学家的研究就总结成了弗里德曼－勒梅特－罗伯逊－沃尔克度规，他们提出了一个宇宙形状的公式，只有一种可能是有限大小的，也就是封闭，而另外两种则是开放的无限大小！

此后一直在就个中的关键参数观测进行验证，前一种有一个著名的观测是测量宇宙的曲率，建立的模型其实很容易理解，即测量三角形的角度，如果大于实际角度，那么宇宙就是一个球体，如果小于那么是个开放的马鞍形宇宙，如果等于那么就是平坦的开放宇宙！

结果是宇宙是平坦的，因为测量的结果无限接近于等于实际角度，或者说可能大到难以想象，460亿光年距离的三角形两边完全不足以描述宇宙的大小，就像我们打算用三角测量法去评估仙女星系的距离，我们将会发现这个周年视差角度是0！

黄圈内可观测宇宙示意图

因此宇宙大小有两种可能，要么是平坦无限大，要么930亿光年的可观测宇宙可能是我们重新认识的新宇宙中一颗尘埃而已！

原文地址：今日头条  ,无意在网上看到这篇文章，深有同感。所以分享。