宇宙到底有多大？一句话告诉你真实答案

在历史的长河中，一代又一代的科学家作出不懈的努力，想要探寻宇宙的奥秘，感受宇宙的浩瀚，也使用了各种各样的技术和工具，来帮助他们探索关于宇宙有多远与有多大这样的问题。

如今随着科技的发展，天文学家们有技术也有能力进一步去研究大爆炸等一系列的宇宙活动，这似乎意味着整个宇宙都在我们的视野之内。

但是实际上，宇宙的大小取决于许多因素，比如，宇宙形状、宇宙膨胀等。那么宇宙到底有多大呢？

宇宙膨胀

宇宙的起源

在论述宇宙有多大之前，我们先来看一下什么是宇宙大爆炸？

“大爆炸”假说指出，大约在138亿年前，宇宙中所有当前和过去的物质都是同时存在的。在大爆炸发生的那一时刻，宇宙中的所有能量都集中在一个比原子核更小的点上，这个点具有无限的密度和强烈的热量，后来被称为奇点。集中于奇点后，奇点开始膨胀，就这样，我们所知道的宇宙开始了。

其中，当奇点突然猛烈地、指数地膨胀时，诞生的不仅仅是物质，也同时由此开启了空间和时间。在现代宇宙学家看来，第一批原子是在宇宙约40万年时形成的。在那之前，宇宙太热，能量又太大，所以无法被原子核捕获。经宇宙学专家测算，当第一颗恒星诞生时，宇宙已经有2.5亿岁了。

早期宇宙

宇宙的年龄

2013年，欧洲航天局ESA的普朗克太空任务通过研究宇宙微波背景辐射光谱来计算宇宙年龄，发布了有史以来最精确、最详细的宇宙最古老光线地图，这张地图显示宇宙迄今为止已经有138亿年的历史了。

宇宙微波背景辐射光谱

直到现在，宇宙微波背景辐射光谱仍然是国际通行的一种计算年龄的方法，美国加州帕萨迪纳喷气推进实验室的美国项目科学家查尔斯·劳伦斯在接受采访时说“宇宙微波背景辐射光谱就如同是一个远道而来的旅行者，当它到来时，宇宙的整个历史就会毫无保留地展现在我们面前。”

在早期的文献中，“宇宙微波背景”称为“宇宙微波背景辐射”（CMBR）或“遗留辐射”，这是因为，宇宙大爆炸时，遗留了很多辐射，这些辐射在天文领域中被称为遗留辐射，这是一种宇宙中最古老的光芒，也是充斥整个宇宙的电磁辐射。宇宙微波背景是宇宙学中“大爆炸”遗留下来的热辐射。是一种充满整个宇宙的电磁辐射。

大爆炸

宇宙微波背景是宇宙背景辐射之一，也是观测宇宙学的基础。科学家们利用传统的光学望远镜，发现恒星和星系之间的空间背景是一片漆黑。然而，当利用灵敏的辐射望远镜时，科学家们却可以发现微弱的背景辉光，并且在各个方向上几乎一模一样，与任何恒星，星系或其他对象都毫无关系。

宇宙微波背景是1964年美国射电天文学家阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊偶然发现的，这一成果也于1978年获得诺贝尔奖。宇宙微波背景能够很好地解释宇宙大爆炸所遗留下来的辐射，与此同时，它的发现也被认为是一个检测大爆炸宇宙模型的里程碑。

天文学家阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊

宇宙的形状

在很大程度上，宇宙的大小取决于它的形状。科学家们预测过宇宙的形状，他们预测宇宙可能会像球体一样封闭、扁平、无限或者可能像马鞍一样负弯曲。科学家认为，在一个封闭的球形宇宙中，一个有限的宇宙是一定有一个可以测量的有限大小的。那么存在有限宇宙就必然会存在无限宇宙，而在理论上，无限的宇宙是没有大小的。

那么，我们的宇宙究竟是有限还是无限呢？根据美国宇航局的报告，虽然现在我们只能观察到宇宙的有限体积，但们的宇宙其实是一种无限宇宙，而且宇宙比我们直接观察到的体积要大得多。

可观测宇宙

可观测的宇宙

那么以现在的科技水平，我们可观测的宇宙又有多大呢？

根据官方数据计算，可观测的宇宙，估计约为465亿光年，但无论是在宇宙学上流行的还是专业的研究文献，都经常使用“宇宙”这个词来表示“可观测的宇宙”，这其实是有所偏颇的，因为我们所观测的宇宙是非常有限，在有限的宇宙里去探索整个宇宙，无异于是盲人摸象。

并且也没有任何证据表明，可观测宇宙的边界构成了整个宇宙的边界，也没有任何主流宇宙学模型提出宇宙最初有任何物理边界。

在已探知的宇宙中，所有物质都属于可观测的宇宙，根据科学家目前的推测，在整个宇宙中，可能存在有2万亿个星系。而在所探测到的可观测宇宙中，仅仅只有数千个星系而已。

宇宙中的无数星系

科学家根据距离和光的传播速度，计算出我们目前可以观测到的宇宙范围为138亿光年。也就是说我们可以通过天文望远镜观测到一个半径为138亿光年的球形宇宙。

宇宙比想象中要大得多

直到今天科学家们也一直在收集新的证据，来证明整个宇宙比我们想象的要大得多。

在1908年，哈佛大学的一位科学家，提出了一个有意思的发现。这个发现帮助了科学家更好地测算宇宙的大小。他发现了一种特殊的恒星，命名为造父变星。这种恒星的亮度随着时间的变化，明暗程度也会随之变化。

造父变星

因为天文学家可以相对容易地测量造父变星的脉冲，所以他们可以预测这颗恒星有多明亮。然后，通过观察它对我们的实际亮度，科学家可以计算出它的距离。因此造父变星也被称作量天尺。

德克萨斯大学奥斯汀分校的天文学家凯特琳·凯西，她指出，天文学家已经开发出一系列巧妙的工具和测量系统，不仅可以计算地球到太阳系中其他天体的距离，还可以计算星系之间的距离，以及通往可观测宇宙边缘的路线。然而，即使科学家们可以做出非常好的估计，但事实上，要精确地测量星系之间的距离是极其困难的，也就是说，宇宙到底有多大仍然困扰着人类。

因为宇宙有138亿年的历史，人们可能会认为它有138亿光年宽。但由于空间的膨胀，随着科学家们对空间的观察逐渐深入，宇宙的理论尺寸远远大于138亿年。目前可测量的可观测宇宙的直径是930亿光年。930亿光年有多宽？给大家做一个估计，你可以在可观测宇宙的直径上一排排地容纳880,000条银河系。如果拿地球来比较的话，我们就需要68.6万亿个地球。这个数字相当于一个人两天内呼吸的分子数量。

造父变星

宇宙膨胀

宇宙每秒钟都在变大，星系之间的距离也正在慢慢变大，但是宇宙膨胀的速度到底有多快呢？当科学家们想要探究这个问题时，发现了一个有趣的现象，他们利用哈勃望远镜和其他望远镜观测宇宙时，发现之前预测的宇宙膨胀速度和他们所观察到的有着明显的差异。过去几年的所发表的科学论文中，这一差异已经被发现，但我们尚不清楚这种差异是不是应该归咎于测量技术的差异，还是应该归咎于其他原因。

银河系

一个多世纪以来，天文学家一直使用“造父变星”作为宇宙尺度来测量附近的星系间距离。但是试图测量这些星系不仅费时，而且想要测出准确的距离是几乎无法实现的。因此，科学家们采用了一种名为Dash的巧妙方法，将哈勃望远镜作为“点对点”相机，利用其快速地拍摄极明亮的造父变星的图像，这种方法就消除了精确指向的耗时需求。

根据现有科学技术的最新估计，宇宙膨胀的结速度是每秒74公里，这意味着每隔330万光年，一个星系就能以每秒74公里的速度移动。这个数字表明，宇宙的膨胀速度比每秒67公里的预测要快9%，这一预测来自普朗克对早期宇宙的观测，再加上我们目前对宇宙的理解。

可观测宇宙

为什么会造成这种差异呢？约翰霍普金斯大学的天文学家提出了一个理论，造成这种差异的原因之一是在早期宇宙中出现了意想不到的暗能量，现在被认为是宇宙中70%的内容。暗能量又被称为“早期暗能量”。

天文学家假设，暗能量存在于大爆炸后的第一秒钟，它将物质推向整个太空，开始了最初的膨胀。新的理论研究表明，宇宙大爆炸后不久，出现了第三次暗能量，导致了宇宙膨胀的速度超过了天文学家的预期，这也可能是造成今天宇宙加速膨胀的原因。

宇宙大爆炸

另一个想法是，宇宙中包含一个新的亚原子粒子，它的运动速度接近光速。这种快速粒子包括以前已知的粒子，如中微子，它们是在核反应和放射性衰变中产生的，统称为“暗辐射”。另一个可能性是暗物质与正常物质或辐射的相互作用比先前科学家们所设想的要强。但真正的原因仍然是个谜，科学家们也将继续作出努力来减少不确定性，这将有助于天文学家找出差异的真正原因。

结语

银河系

看完上面的内容，相信你对“宇宙到底有多大”一定有了更深的理解，就目前已探知的宇宙情况而言，科学家们对于“宇宙到底有多大”这个问题，只有一句话，那就是还无法给出准确的数字。然而，我们应该始终坚信，虽然宇宙中仍然存在着许多奥秘等待着人们去探索，但随着科学技术的发展，终会有一天，我们可以解开宇宙神秘的面纱。