宇宙究竟有多大?它的边界在哪里?

35小吃技术网 推荐阅读 2023年08月09日09时28分11秒 185 0

如果你曾经想过时间旅行,那很简单,你只需要抬头看看天空。 你看到的每一缕星光,都是遥远过去的每一个瞬间。 这是因为宇宙中的恒星和星系距离我们太远了。 即使是最近的,它们发出的光也需要数万年甚至数十万年才能到达地球。

毫无疑问,宇宙是广阔的。 但宇宙有多大呢?

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加拿大西部大学天体物理学家萨拉表示:“这个问题的答案我们可能并不清楚。” 宇宙的大小是天体物理学的核心问题之一,也可能是一个永远无法解答的问题。 但这并不妨碍科学家继续尝试。

物体距离地球越近,就越容易测量其距离。 例如,测量太阳和地球之间的距离是小菜一碟。 测量地月距离? 这更容易。 科学家所要做的就是从该区域发射激光束并让它从月球表面反射回来。 我们只需要测量光束的来回网反射时间就可以非常准确地计算出到月球的距离。

但是测量银河系中稍远的物体的距离需要一些技巧。 毕竟,发射能够到达那些天体的激光束还是有一定难度的。 退一步讲,即使科技进步,有一天我们真的可以发射出如此强大的光束,但谁愿意在接收器面前等待数万年才能接收到这样的光束呢? 那么反射信号呢?

但不要惊慌,即使是最遥远的天体,天文学家也有解决方案。 恒星会随着时间的推移而改变颜色,根据它们的颜色,天文学家可以粗略地估计这网些恒星发出的能量或光量。 发射相同能量、具有相同亮度的两颗恒星,如果距地球的距离不同,从地球上观看时看起来会不一样。 当然,越远的地方就会显得越暗。 科学家可以根据星星的真实亮度计算到地球的距离,并比较从地球上看到的星星的亮度和黑暗度。

但宇宙的边界又如何呢? 如何计算那些非常遥远的天体的距离? 这里使用的方法比较复杂。

请记住:物体距离地球越远,它发出的光到达我们的时间就越长。 可以想象,有些天体距离我们如此遥远,它们发出的光需要数百万年甚至数十亿年才能到达我们。 现在,请想象一下,有些天体相距甚远,即使宇宙经历了数百亿年,它的光还没有来得及到达地球。 这就是科学家面临的困难。

纽约州立大学布法罗分校的天体物理学家威尔说:“我们所能看到的只是一个小‘气泡’。它外面是什么?我们不知道。”

然而,通过测量这个“气泡”的大小,科学家们可以估计出这个“气泡”之外的东西。

天文学家知道,宇宙大约诞生于138.2亿年前,误差约为数亿年。 这意味着,如果一个天体发出的光大约需要138亿年才能到达地球,那么它应该是我们能看到的最遥远的天体之一。 看到这里,你可能想知道是否找到了测量宇宙大小的捷径:138亿光年。

错误。 请不要忘记,宇宙不是静止的,而是在不网断膨胀,而且膨胀还在加速。 当光从那个遥远的天体传播到我们时,它又变得离地球更远,换句话说,我们的“气泡”的边界向外移动。 幸运的是,天文学家可以计算出这个边界移动了多少。 也就是说,根据大爆炸以来宇宙膨胀的计算结果,我们可以得到一个数值:我们今天能够观测到的宇宙边界,半径约为465亿光年左右。

一些科学家一直试图利用这个值来估计更遥远的外太空的情况。 这些是我们永远无法观察到的地方。 基于一些基本的宇宙学假设,我们相信宇宙具有曲率。 天文学家可以在可观测宇宙范围内观测到宇宙呈现出什么样的“曲率模式”,进而计算出它向外延伸了多远。 一项新研究认为,可观测宇宙之外的宇宙其余部分至少比我们半径465亿光年的“气泡”远250倍。

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不过,肯尼也有其他看法。 他指出,没有证据证明宇宙是有限的。 也许,宇宙是无限延伸的。

目前,天文学界对于宇宙是有限还是无限尚未达成最终共识。 但天文学家一致认为宇宙是巨大的。 不幸的是,到目前为止我们能看到的小泡沫可能是我们看到最多的时候。 由于宇宙正在以不断加速的速度膨胀,可观测宇宙的外边界实际上正在以比光速更快的速度向外膨胀。 这意味着可观测宇宙的边界正在以超过光速的速度远离我们,那里的天体发出的光最终将无法到达我们。 最终,随着宇宙的不断膨胀,所有的天体都会逐渐从我们的视野中消失。

对于我们来说,思考宇宙的规模和命运似乎太难以想象,也太难以承受。 但这些并不能阻止天文学家探索和寻求知识。 也许我们永远无法得出最终的答案,这可能会让我们感到沮丧和沮丧,但科学家为获得新知识和智慧所做的一切都是值得的。 (晨风)