宇宙有多大?

如果你曾经想过时间旅行,那就看看夜空吧;你能看到的繁星点点都是遥远过去的一瞥。因为这些恒星、行星和星系都太过于遥远了,即便光从最近的来到地球也需要花费成千上万年。

毫无疑问,宇宙是个超大的空间。但是有多大呢?

“这可能是我们永远都不会知道的事情,”安大略西部大学的天体物理学家Sarah Gallagher说道。宇宙的大小是天体物理学的基本问题之一。或许也是无法作答的一个。但这并不能阻止科学家探索真相。

Gallagher表示,宇宙中的物体越近,想要测量距离就越容易。距离太阳的距离?小意思。月球的距离?更是不费吹灰之力。科学家只需要朝着月球射出一道光,然后计算光线折射回地球所需要的时间就能算出距离。

但是Gallagher说,要想测出我们星系中最遥远的目标物就有些棘手了。毕竟要想够到它们需要用到非常强劲的光线。而且即便我们的科技能够提供可以抵达这种距离的光线,谁又有数万年的时间等着光线折射回地球呢?

对付宇宙中最遥远的目标,科学家还是有点儿办法的。恒星的颜色会随着寿命发生改变,根据它们的颜色,科学家能够推测出它们能够释放出多少能量和光。有着同等能量和亮度的恒星,如果一颗比另一颗距离地球更遥远的话,那么我们所看到的是不一样的。较远的一颗自然会更暗淡一些。Gallagher说,科学家会对比恒星实际的亮度和我们在地球上看到的亮度,然后利用这个差异来计算恒星和我们之间的距离。

那么关于宇宙的绝对边界呢?科学家如何测算如此遥远的目标物?说到这些就相当棘手了。

记住一点:离我们越远,它的光抵达地球的时间就越久。想象一下,有一些距离我们非常遥远,它们的光线到达地球要花费数百万年甚至数十亿年的时间。现在再想象一下,还有一些距离我们太过遥远,以至于有些星体的光已经旅行了数十亿年的时间,但还没能抵达地球。纽约州立大学的物理学家Will Kinney指出,这正是天文学家所面临的难题。

“我们只能看到很小一部分宇宙。这以外的部分呢?我们真的不清楚,”Kinney说。

但是通过计算这一小部分的宇宙,科学家可以推测出它以外的部分。

科学家知道,宇宙已经有138亿岁了,偏差可能有个几亿年。也就是说,一个物体的光线花费138亿年抵达地球,那么它应该就是我们能看到的最遥远的物体。你或许会蠢蠢欲动的想要给出宇宙大小的简单答案:138亿光年。但你要明白,宇宙一直是以一个递增率不断的扩张。在光线抵达我们的时间量中,宇宙的边缘又移动了。幸运的是,科学家知道边缘移动了多少:基于大爆炸后对宇宙扩张的计算,宇宙的边缘移动了465亿光年。

一些科学家已经运用这一数字想要算出我们能观测的界限之外有什么。基于宇宙是弧状的推断,天文学家能够按照我们能观测到宇宙的模式,使用模型来预测剩余部分的宇宙扩张了多远。一项研究发现,真正的整个宇宙可能至少是我们能观测到宇宙部分的250倍。

但是Kinney还有别的观点:“没有证据表明宇宙是有限的,它或许会一直扩张下去。”

没有人能确定宇宙到底是有限还是无限的,但是科学家同意它“真的是巨TMD大,”Gallagher表示。不幸的是,我们如今所观测到的这一小部分宇宙基本上已经是我们能观测到的所有了。由于宇宙一直在以一个递增率不断扩张,我们可观测的宇宙外缘向外扩张的速度比光速还要快。也就是说,我们宇宙的边缘离开我们的速度比光线向我们移动的速度还要快。慢慢的,这些边缘就会消失在我们的视线中。

宇宙的大小,以及我们无法观测到的巨大部分的宇宙——让我们感到渺小无力。但这不能阻止Gallagher和其他科学家继续追寻答案。

“可能我们无法得知真相。这很让人沮丧,”Gallagher说,“但同时也很让人兴奋。”

回复

请输入你的评论!
请在这里输入您的名字