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天高地迥觉宇宙之无穷的穷是什么意思_觉宇宙之无穷的宇宙是什么意思

作者：车型网
日期：2022-04-18 14:46:01
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我想您问的是不是体积？要知道体积，那么必须得知道一个半径或直径。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，那就是人类目前可观测到以地球为中心的直径大约为930亿光年的宇宙范围。

这一问题会涉及到可观测宇宙、观测宇宙学、宇宙的年龄和空间度量扩张几个知识。


天高地迥，吾生之须臾，看宇宙之无穷，宇宙到底有多大？


威尔金森微波各向异性探测器所拍摄的宇宙背景辐射影像，图：NASA / WMAP Science Team

可观测宇宙

可观测的宇宙是宇宙的一个球形区域，包括目前从地球上观测到的所有物质，因为自宇宙膨胀开始以来，来自这些物体的电磁辐射就有机会到达地球。在可观测宇宙中至少有2万亿个星系。假设宇宙是各向同性的，那么到可观测宇宙边缘的距离在每个方向上都是大致相同的。也就是说，可观测宇宙具有以观察者为中心的球形体积（球）。宇宙中的每一个位置都有它自己的可观测宇宙，它可能与地球上的宇宙重叠也可能不重叠。

从这个意义上说，可观测这个词并不指现代技术检测来自物体的光或其他信息的能力，或者说检测是否有任何东西存在。它指的是光速本身所产生的物理极限。因为没有任何物质传播得比光快，所以在宇宙年龄范围内（2015年数据估计为137.99±0.21亿年），任何比光传播得更远的物体都不能被探测到，因为它们还没有到达我们的探测器。有时，天体物理学家区分可见的宇宙和可观测的宇宙时，可见的宇宙只包括自重组（复合）以来发射的信号，可观测的宇宙包括自宇宙膨胀开始以来的信号（传统物理宇宙学中的大爆炸，现代宇宙学中暴胀时期的终结）。

根据计算，当前的同移距离-适当距离，自发光以来宇宙已经膨胀到可以发射宇宙微波背景辐射（CMBR）的粒子，即可见宇宙的半径大约为140亿秒差距（约457亿光年），而到可观测宇宙边缘的来回距离大约是143亿秒差距（约466亿光年），比可见宇宙的半径大了约2%。因此，可观测宇宙的半径估计约为465亿光年，其直径约为285亿秒差距(930亿光年，


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公里或


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英里)。宇宙中普通物质的总质量可以利用临界密度（弗里德曼方程）和可观测宇宙的直径计算，其值约


千克。

众所周知，由于宇宙的膨胀会加速，并且在未来会呈指数增长，所有遥远的物体所发出的光，在过去的一段时间里主要取决于它们当前的红移，因此发出的光永远不会到达地球。未来，所有目前可观测到的物体都将在时间上慢慢地冻结，同时发射出逐渐变红和逐渐变暗的光。例如，当前红移的z值从5到10的物体将在40亿至60亿年内保持可观测性。此外，目前位于一定同移距离（约190亿秒差距）以外的物体发出的光永远不会到达地球。

大小和地区

宇宙的大小有点难以定义。根据广义相对论，光的速度是有限的，并且宇宙空间在不断地膨胀，所以在宇宙的有生之年内，遥远的空间区域永远不可能与我们相互作用（光不可达到）。例如，即使宇宙永远存在，从地球发送的无线电信息也永远不会到达空间的某些区域，空间膨胀的速度可能比光穿越其空间的速度还要快。

遥远的空间区域与我们一同存在并且是现实的一部分，即使我们永远不能与它们相互作用。我们将可以影响和被影响的空间区域划为可观测的宇宙。，可观测的宇宙取决于观测者的位置。通过移动，观测者可以接触到比静止观测更大的时空区域。但是，即使是最快速的移动也无法与所有的空间进行交互。一般来说，可观测的宇宙是指从我们银河系中一处有利的位置（太阳系）所观测到的宇宙中的一小部分。

同移距离-在特定时间，包括地球与可观测宇宙的边缘之间的距离是460亿光年（140亿秒差距），因此可以得到可观测宇宙的直径大约为930亿光年（280亿秒差距）。光从可观测宇宙的边缘所移动的距离非常接近宇宙的年龄乘以光速，即138亿光年(


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秒差距)，但是这并不代表任何给定时间的距离，因为可观测宇宙和地球的边缘已经移动得更远了。相比之下，一个典型星系的直径是30000光年(9198秒差距)，两个相邻星系之间的典型距离是300万光年(919800秒差距)。例如，银河系的直径大约为100000-180000光年，与银河系最近的姐妹星系-仙女座星系的距离大约为250万光年。

因为我们不能观测到超出可观测宇宙边缘的空间，所以我们并不知道宇宙的整体大小是有限的还是无限的。对于宇宙总大小的估计，如果有限的话，它将高达

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百万秒差距，这是由无边界提案的一个决议暗示得出的。


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这是对可观测宇宙大小最普遍的误解之一。尽管宇宙年龄是138亿岁，但因为宇宙膨胀，到可观测宇宙的边缘并不是138亿光年。图为位于纽约市罗斯地球与太空中心的一块牌匾。图：Rogerstrolley

地球在宇宙中的位置

地球 ⊆ 地月系 ⊆ 内太阳系 ⊆ 太阳系 ⊆ 本地星际云 ⊆ 本地泡 ⊆ 古尔德带 ⊆ 猎户臂 ⊆ 银河系 ⊆ 银河系次集团 ⊆ 本星系群 ⊆ 室女座超星系团 ⊆ 拉尼亚凯亚超星系团 ⊆ 双鱼-鲸鱼座超星系团复合体？⊆ 可观测宇宙 ⊆ 宇宙


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我们在可观测宇宙中的位置。图：Andrew Z. Colvin

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