宇宙究竟有多大?

整个宇宙的大小可能为无限大,但目前未有定论。不过有个值是可以确定的,那就是人类可观测到的宇宙范围,这个值大约为930亿光年。那么这个值是如何得来的嘞?本文后面将做解释。

可观测宇宙的模拟全图,室女座超星系团位于中心位置,但因过于渺小以至于看不见。

 

首先我们要理解下这个光年是什么概念,它不是时间单位,而是长度单位。1光年就是光1年传播的距离值,按照光每秒传播约30万千米的速度来计算,可以得出1光年约94607亿千米。那么930亿光年有多远,可想而知了。

艺术家对可观测宇宙的对数尺度构想,以太阳为中心,朝外是太阳系内行星和外行星、柯伊伯带、奥尔特云、南门二、猎户臂、银河系、仙女座星系、邻近星系、宇宙纤维状结构、宇宙微波辐射以及处在边缘的不可见的大爆炸等离子体。

 

根据广义相对论,宇宙空间中的一些区域膨胀的“速度”大于有限的光速。我们知道光速也是有限的,约每秒传播30万千米的路径。但是狭义相对论指出没有任何物质以及信息可以超越光速,不过一些宇宙本身的空间区域是可以的,这就是著名的持续的空间扩展(哈勃定律)(Metric expansion of space):空间扩展所花费的时间,会比光(信号)抵达该区域的时间还快。要理解这个不难,我们举一个从地球发出一个信号假设的例子,信号速度以光速前行无线电信号传播速度都是光速的),但信号在抵达这些区域时,出现滞留状态,也就是永远抵达不了这些区域。还有一点必须要明确的是:由于这些区域过于遥远,以至于最初大爆炸时发出的光未能抵达。说不定以后随着时间的推移,更多天体会被归纳于可观测宇宙范围。但是根据哈勃定律,宇宙中足够遥远的区域是以超光速的速度膨胀的,所以这些区域会远离我们,使得我们不可见。因此这些区域无法影响我们

 

我们所描述的可观测宇宙是指可以影响我们或受我们影响的宇宙空间,换言之,就是“最遥远”的光可以抵达地球,以地球为中心形成一个可观测宇宙空间球。从地球中心出发,其半径约为465亿光年,因此我们的可观测宇宙空间球直径范围约为930亿年。那么这些数值是如何得来的?

经过一些较为复杂的公式计算,其中一个重要的参数就是宇宙再复合时期的红移值,这一值来源于威尔金森微波各向异性探测器长达9年的测量数据。

 

 

来自知乎

 

参考资料

1.WJ百科

2.知乎

 

文章作者:零度星系(天文在线)

审核人员北极光

最终审核:零度星系(天文在线)

编辑用时:2018年08月22日-2018年08月26日

审核用时:半个小时

最后更新2018年11月11日星期日

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全文排版:天文在线(零度星系)

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