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。”

本文译自 Live Science,由译者 Diehard 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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  1. 日的那几点好 @ 2019-09-08 11:12:304342864

    边缘离开我们移速快于光速这是个什么场景?

  2. aida @ 2019-09-08 11:25:454342883

    由于我们观察到的宇宙膨胀速度正比于其离地球的距离,因此,存在一个距离上限,在这个距离上,所有恒星飞离我们的速度为光速,也就是说,这个距离是我们能够看到的宇宙的边界,但它不是宇宙的边界。

  3. 楚中天 @ 2019-09-08 11:26:274342884

    宇宙138亿岁,而宇宙的边缘却移动了465光年?还有,不是说任何速度都不会超过光速吗?

  4. clkw @ 2019-09-08 12:23:034342938

    “没有证据表明宇宙是有限的,它或许会一直扩张下去。”
    "There's no evidence that the universe is finite, It might very well go on forever."
    后半句的意思应该是指宇宙空间或许是无限延伸的,而不是指宇宙在时间上一直膨胀下去

  5. 令狐逃 @ 2019-09-08 13:46:154343016

    “即便光从最近的来到地球也需要花费成千上万年”……
    比邻星距离地球4光年。也就是说,它的光来到地球只要4年。

  6. cyfer @ 2019-09-08 13:52:204343020

    有人问我女孩子脑子里到底在想什么
    我连宇宙的尽头在哪都不知道 怎么会知道这个

  7. bbb @ 2019-09-08 15:44:584343099

    对的。。WINDOWS 10中跑任意一个程序,都完全无法理解整个OS中,究竟有多少个文件。更无理解,在这台电脑中,有多少个电子在支撑着他们的OS。

  8. 黑猫 @ 2019-09-08 17:33:414343158

    也有可能宇宙其实并不大。
    光线就像地球上恒速的洋流,短距离内可以测量出甲到乙的距离,然而就算是测量了整个地球表面所有的洋流长度,也并不等于知道了地球的大小。

  9. 锤子 @ 2019-09-08 17:54:024343165

    自欺欺人尺

  10. forvord @ 2019-09-08 19:21:264343216

    在没有超光速科技之前,就别想这个问题了

  11. 闪电猫 @ 2019-09-08 21:27:134343335

    因为边界膨胀速度大于光速,而任何有质量的物质都不能超过光速,所以人类永远探测不到宇宙的边界,所以宇宙是无限大的。

  12. 遗精王者 @ 2019-09-09 04:26:094343455

    @cyfer: jojo!

  13. 留言终结者 @ 2019-09-09 11:47:354343722

    膨胀超过光速是可以的。因为任何物体不能超过光速的前提是在空间里。宇宙膨胀时创造了空间与时间,所以膨胀的部分不受光速定律。

  14. 哲学红宝书 @ 2019-09-09 13:39:494343852

    宇宙是有边界的…宇宙是膨胀变大的……感觉这是最让人没法理解的事了…

  15. 牡丹 @ 2019-09-09 14:20:374343886

    如有边界,边界外是什么呢

  16. 洛乾 @ 2019-09-09 14:33:464343895

    @楚中天: 仅限实体

  17. 魔能野猪 @ 2019-09-10 08:21:324344420

    @bbb: 抱歉,多少个文件都能遍历出来

  18. 泥菇了湿 @ 2019-09-10 11:32:364344606

    "我们可观测的宇宙外缘向外扩张的速度比光速还要快"

    1.有质量的物都无法超过光速;
    2.可观测的宇宙边缘扩张速度大于光速;

    那么我们观测的宇宙边缘就是无质量的物,那么我们观测的是什么呢?

  19. 嗜奶 @ 2019-09-10 13:16:414344683

    对宇宙而言,光速真是太慢了,真的太慢了

  20. F @ 2019-09-10 15:02:404344774

    宇宙这么大 我们还要花这么多钱买房子 真是够了