宇宙的大小(宇宙的大小)

宇宙大小138亿、158亿、780亿光年,可能都是错误的

没有什么比我们生存的这个宇宙更让人困惑了,似乎人类的探索手段越先进,研究越深入,对宇宙的困惑就越多。一方面是知识面的扩大让我们接触到更多未知的东西,另一方面,一些流传已久的错误数据和观点也让我们无所适从,不知道哪一个才是最接近事实或者说科学的数字。对于宇宙的大小,就有以下几个数据流传甚广,非常让人困惑。笔者依据一些资料,整理出其可能的出错原因。

一、138亿光年

宇宙年龄138亿年,是普朗克卫星2013年所得到的最佳观测结果,宇宙大爆炸距今约137.98 ± 0.37亿年。这个数字是宇宙的年龄而不是宇宙的大小,有人据此认为宇宙的物理直径是138亿光年是不正确的。哈勃定律已经证明时间和空间都是弯曲的,以光速乘以宇宙时间得出的距离没有物理学意义,就像你在迷宫里以5米/秒的速度行进,过了一分钟你从迷宫里出来了,你得出结论说迷宫的直径是300米,这是没有任何道理的。

二、158亿光年

这个数据在网上也是很常见,笔者一直深感困惑,为什么有的文献说宇宙大小138亿光年,有的说是158亿光年呢?这两者之间究竟有什么区别?其实这个数据是用了和138亿光年相同算法得出的数字,只不过是2006年媒体报导错误的影响延续至今。还有一种可能是,由于观测手段的限制,在上个世纪科学家们对宇宙年龄普遍估计是150亿年左右,大概和138亿年这个比较精确的数字混淆成158亿了。

三、780亿光年

这是美国天体物理学家尼尔·柯尼施等一些学者,在2003年基于我们所见的宇宙微波背景辐射,估算出的整个宇宙(并非可观测宇宙)直径的下限值。因为宇宙具有复杂的拓朴结构,如果宇宙大小不超过直径780亿光年这个球体,那么光线自大爆炸以后就有足够的时间在宇宙中环绕移动,从而在宇宙微波背景辐射中产生多重影像,使之以重复的圆形图案呈现。柯尼施等人曾在240亿秒差距(780亿光年)的数值范围内寻找这个现象,但没有任何发现。

四、1560亿光年

这是把780亿光年当作半径翻倍得出的数值,这个数值被《发现》(Discover)错误报导后广泛使用。柯尼施任职的蒙大拿州立大学曾进行过纠正:“《发现》错误地报导了宇宙是1,560亿光年宽,认为780亿光年是宇宙的半径而不是直径。”

五、1800亿光年

这是以三角座星系的距离比先前估计值增加了15%为依据,因而认为哈勃常数减小了15%,再加上错误地运用了上面的1,560亿光年数值来计算得出的结果。

那么宇宙究竟有多大呢?

实际上我们最远能观测到的距离,只是大爆炸后宇宙从不透明变为透明的临界面。根据现在观察到的宇宙微波背景辐射,从地球的任何方向到可观测宇宙的边缘大概是460亿光年,因此可观测宇宙是一个直径为930亿光年的球体。因为大爆炸后更远处的光线还没有足够的时间到达我们地球,所以未来我们可观测宇宙的直径还会逐步扩大。但是根据哈勃定律,宇宙一直在加速膨胀,宇宙中那些足够遥远的区域膨胀速度已经超过光速远离我们而去,它们将永远无法进入可观测宇宙的范围,因为从那些天体发出的光永远无法到达我们。假设宇宙一直这样膨胀下去,科学家们计算出我们可观测宇宙最终的半径不会超过620亿光年。

肯定还有人穷追不舍,那么大爆炸以来的真实宇宙大小究竟是多少呢?根据宇宙暴胀理论创立者阿兰·古什的计算,如果暴胀起于大爆炸后10−37秒,整个宇宙的大小至少比可观测宇宙大3×10^23倍。不过估计没人会相信这个数字,其它一些估计声称整个宇宙比可观测宇宙大250倍。当然还有一种宇宙有限但无界的观点认为,宇宙可能是像地球的球面一样,这样就没有边界,在这种情况下,其大小甚至有可能小于我们现在可观测宇宙的大小。

(今完)

未经允许不得转载:想见你 » 宇宙的大小(宇宙的大小)

赞 (0) 打赏

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

微信扫一扫打赏