宇宙究竟有多大?它的边界在哪里?

时间:2019-09-22 来源:www.viitour.com

北京时间9月6日消息,如果您考虑过时空旅行,这很简单,您只需要抬头仰望天空。您看到的每一个星光都是遥远过去的每一刻。这是因为宇宙中的恒星和星系离我们太远了。即使是最近的,它们发出的光也将达到数万甚至数十万年。

▲如果您想过时空旅行,那很简单,您只需要抬头仰望天空。您看到的每一个星光都是遥远过去的一瞬间

毫无疑问,宇宙是广阔的。但是宇宙有多大?

加拿大西部大学的天体物理学家萨拉说:“这个问题的答案可能不清楚。”宇宙的大小是天体物理学的核心问题之一,也许是一个永远无法回答的问题。但这并不能阻止科学家不断尝试。

天体离地球越近,测量其距离就越简单。例如,测量太阳和地球之间的距离,这是小菜一碟。测量地球与月球之间的距离?更容易了。科学家要做的就是从该区域发射激光,将其从月球表面反射回去,我们可以通过测量光束的来回反射时间来非常精确地测量月球的距离。

但是,当您距离银河较远时,在测量它们的距离时需要一些技巧。毕竟,发射能到达这些天体的激光仍然非常困难。退步10,000步,即使技术进步,也有一天我们真的可以发射出如此强大的光束,但是谁愿意在接收器前面等待数万年,等待接收这样的反射信号呢?

但不要首先惊慌,即使对于最遥远的天体,天文学家也有一种特殊的方法。随着时间的流逝,恒星的颜色会发生变化,天文学家可以根据它们的颜色粗略估计这些恒星发出多少能量或光。如果两颗恒星与地球的距离不同,则它们发出相同量的能量并具有相同的亮度,它们与地球的距离也不同。自然,远处的人看起来很呆滞。科学家可以根据恒星的真实亮度将恒星放在地球上,然后比较恒星在地球上的亮度。

但是宇宙的边界呢?您如何测量那些真正遥远的天体的距离?这里使用的方法更加复杂。

请记住,天体离地球越远,发出的光到达地球所需的时间就越长。可以想象有些天体离我们很远。它们发出的光甚至可能需要数百万甚至数十亿年才能到达我们。现在,假设有一些天体,它们之间的距离是如此之遥,以至于即使在宇宙已经经历的数百亿年中,它的光都还没有到达地球。这正是科学家所面临的困难。

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

但是,通过测量此“气泡”的大小,科学家可以估算出该“气泡”以外的其他值。

天文学家知道宇宙诞生于大约138.2亿年前,误差约为几亿年。这意味着,如果天体到达地球大约需要138亿年,它应该是我们所能看到的最遥远的天体之一。看到这一点,您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,宇宙不是静态的,而是不断扩展的,并且正在加速扩展。在光从我们到遥远的天体的过程中,它离地球越来越远。换句话说,我们“气泡”的边界向外移动。幸运的是,天文学家可以计算出该边界移动了多少。换句话说,根据自大爆炸以来宇宙膨胀的计算,我们可以得出一个值:我们今天观察到的宇宙边界,半径约为465。大约1亿光年。

一些科学家一直试图使用该值来估计更遥远的外部空间的状况。这些地方是我们永远无法观察到的。基于一些基本的宇宙学假设,我们认为宇宙具有曲率,天文学家可以观察到宇宙在可观测的宇宙中呈现出哪种“曲率模式”,然后推断其延伸的范围。一项新的研究表明,除了可观测的宇宙以外,其余的宇宙至少比我们465亿光年半径的“气泡”大250倍。

但是,肯尼也有其他看法。他指出,没有证据表明宇宙是有限的。也许宇宙是无限扩展的。

目前,天文学界尚未就宇宙是有限还是无限达成最终共识。但是天文学家同意宇宙是广阔的。不幸的是,我们现在看到的小气泡也许是我们看到最多的东西的时候。随着宇宙继续加速,可观测宇宙的外边界实际上以超过光速的速度向外扩展。这意味着可观测宇宙的边界正在以光速离开我们,而来自天体的光最终将无法到达我们。最终,随着宇宙的膨胀,所有天体将逐渐消失在我们的视野中。

对于我们来说,思考宇宙的规模和命运似乎太不可想象了,太自负了。但是这些并不会阻止天文学家探索寻求知识的步伐。也许我们永远无法找到最终答案,这可能使我们感到沮丧和沮丧,但是科学家为获得新知识和智慧所做的工作是值得的。