宇宙的中心在哪？

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翻译：张家媛

美编：邓宇

校对：涂天宇

后台：李子琦

原文链接：https://www.space.com/where-is-the-center-of-the-universe

詹姆斯·韦布太空望远镜的深场图像显示了一些有史以来人类观测到的最早和最遥远的星系。

图片来源：NASA、ESA、CSA 和 STScI

毋庸置疑，宇宙是无比浩瀚的。从我们的角度来看，地球似乎是万物的中心。但是宇宙究竟有没有中心？如果有，它应该在哪？如果宇宙起源于大爆炸，那么这一切从何而来，又会走向何方？

为了解决这些问题，让我们回到大约100年前。1920年，天文学家埃德温·哈勃连续得到了两个惊人的发现：在本世纪初，他发现“岛宇宙”（现在被称为星系）离我们很远。而到了本世纪后期，他发现，平均而言，所有星系都在远离我们。

值得庆幸的是，关于这个现象，有一个理论解释正好能够派上用场。爱因斯坦的广义相对论已经预言了宇宙是动态的—它不是在膨胀就是在收缩，而这一理论挑战了当时最主流的观点：宇宙是完全静态的。因此，由四位科学家几乎半独立地工作，将爱因斯坦的方程付诸实践，得出了现在被称为的弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃克度规，这便是现代宇宙学的基础。

爱因斯坦方程的求解，加上哈勃惊人的观测现象，共同告诉了我们，我们正处于一个膨胀的宇宙中。平均而言，所有星系都在远离其他星系，且很久以前，宇宙中的所有物质都被压缩成一个无限小的点，称为奇点。这便是宇宙大爆炸。

中心根本不存在

那么大爆炸在哪里呢？当然，那将会是宇宙真正的中心。然而很不幸，我们通过现代科学发现的关于宇宙的现实，并未指向一个简单的解释，甚至根本无法想象。那是因为宇宙并没有一个中心，宇宙的边缘也并不存在。宇宙不是从任何一个特定的点膨胀，它也不会膨胀成任何东西。

首先，让我们解决边缘问题。根据定义，宇宙是所有可能存在的事物。边是将一个区域与另一个区域分开的东西。但是，如果宇宙由所有区域组成，就不可能有边缘。这意味着宇宙可能无限大，而对于一个无限大的空间，我们是无法指出一个中心点的。

另一种可能性是，宇宙确实是有限的。但这意味着，在非常广阔的尺度上——远远大于我们所能观察到的——宇宙会向自身弯曲。这也意味着它没有中心。

打个比方，看看我们的地球。你可以指出三维行星的中心——它是地核的熔融部分。但是试着指向地球表面的中心，就像在地图上一样。它可能在纬度0，经度0的位置;它可能在两极；它可能在你奶奶家。任何一点都和其他任何一点一样成立。

这意味着大爆炸同时发生在整个宇宙的任何地方：它发生在你正坐着的房间里，它发生在我们能看到的最遥远的星系里。大爆炸不是空间中的一个点，而是一个时间中的定位。它属于宇宙中每个实体的有限的过去。

每个地方都是中心

但这个故事还有一个有趣的反转。宇宙确实有年龄，它大约有 137.7 亿年的历史。而且因为光速只有这么快，所以只有一小部分宇宙为我们照亮了。我们能看到的东西是有限的，这个边缘大约有450亿光年。（宇宙大于光速的膨胀速度使得这一现象是有可能的）

宇宙的绝大部分对于我们都是隐藏的，就像遥远森林处手电筒的光束，我们视觉的上限则是光速的上限。从我们的角度来看，所有其他星系都在远离银河系。

看起来好像我们处于整个宇宙的中心。当然，宇宙中的任何星系都可以这样说。从他们的角度看，他们处于他们可观测气泡的中心，所有的星系也都在远离他们。

这既是一个膨胀中宇宙的祝福，也是一个诅咒。宇宙没有中心，但与此同时，包括我们在内的所有观察者都可以理所当然地宣告我们在这周围一切的中心地位。

责任编辑：陈玮菁

牧夫新媒体编辑部

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