宇宙的尽头到底是什么???

如题所述

宇宙的尽头到底是什么?类似这样的问题很多很多。人类总喜欢猜测未知的彼端是什么样子的。数百年前,当希腊时代的智慧沦丧、航海技术不发达的时候,中世纪的水手以为地球是平的,一但船开到世界的边缘,就会落下一个巨大的瀑布,而这个瀑布就是宇宙的尽头。后来,我们了解到了地球其实是圆的,而且只是众多围绕着太阳运转的行星之一。太阳,又是银河系数以千亿计的星球之一而已,所以我们又以为银河系才是宇宙的尽头。
1920 年代初埃德温.哈伯(哈伯太空望远镜以他的名字命名)通过观测「造父变星(Cephid Variables)」,确认了在银河系的范围外,还有更多的星系,许多远到不可想象。根据目前的观测,宇宙的直径至少有 930亿光年之遥,但其实说直径是一个在概念上错误的讲法,因为这样好像我们在一个巨大的球里,而球的直径有 930 亿光年,只要有耐心走到球的边缘,就能「出去」一样。事实上,我们更像在一个大球*的表面上,就像在地球的表面一样,不管往哪个方向走,也永远无法离开地球表面,走入太空。
* 为了和地球的形象做对比并方便解释,所以这里说是球型的。实际上宇宙可能是球型的、马鞍型的、平面的、环型的、咖啡杯型的…没人知道
但这并不能阻止我们想象宇宙之外是什么,就像数百年前的水手们既使不能飞上太空,仍然会对宇宙里有什么做各式各样的想象一样。
最主要的问题是,到底在宇宙之外有没有东西?受限于物理,我们连自已这个宇宙都有些地方永远看不到(因为它们的距离大于宇宙年龄那么多光年),更徨论观察别的宇宙。我们只能从宇宙诞生时的状况和条件,去推测是否有一个在我们宇宙之外的存在「产生」了我们这个宇宙,或甚至产生别的宇宙。
目前用来宇宙诞生的最热门理论是大霹雳理论,也就是宇宙是从一个密度极大,温度极高,体积极小的「奇点」演变、膨胀而来。但要解释这个奇点从何而来,问题就大了,因为所有我们已知的物理原理,都是在宇宙诞生的那一瞬间随之产生,自然不能套用在诞生的那一瞬间之前。解释奇点从何而来最热门的理论,是「泡泡宇宙理论」,或称混沌膨胀理论。大概的形象是在广大的空间中有一池水,水面不断地在翻滚,偶尔当有一粒水珠弹离水面时,水珠就会开始像一个泡泡一样膨胀起来,一个新宇宙就产生。照这样的理论,应该还有很多别的泡泡飘在我们的宇宙附近,说不一定每一个都有不同的次元数和物理原理呢!
另一个看法是宇宙可能是一个套着一个的。…
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第1个回答  2012-12-22
宇宙究竟有多大?

这个问题有两层含义,一是宇宙的范围有多大,二是宇宙的年龄有多大。这个问题所谈论的是可见的宇宙,也就是以我们所在的地球为一个球体,其半径是自大爆炸以来,即宇宙作为一个点诞生,开始向外迅速膨胀以来光所通过的空间。从整体上看,宇宙很可能比这个可见的宇宙大得多。

就测定所能提供的东西来说,天文学家们显然并不知道,至少不是确切地知道大爆炸是何时发生的。他们只是非常笼统地说,大爆炸可能发生在100亿年前,也可能发生在200亿年前,或者是发生在100亿年前到200亿年前之间的某个时刻。

对我们常人来说,浩瀚无垠的宇宙几乎是不可度量的。而对天文学家来说,精确地测绘宇宙天体不仅是必要的,而且也是可能的。天文学采用的计量单位是“光年”,即光在一年里所走的距离。光的前进速度约为每秒30万公里,一光年大约是 9.7万亿公里。银河系的直径约为10万光年。而在银河系之外还有别的星系,距离我们有数十亿光年。最新发现的类星体位于我们目前所能观测到的宇宙边缘,与地球相隔约100亿~200亿光年,是迄今所知的最遥远的天体。

如此遥远的距离简直令人难以想象。要测量太阳系的其他行星或附近的恒星的距离,可以采用由古希腊人发明的视差计算法。所谓视差,是指从两个观察位置观察同一物体时两道视线所形成的夹角。在天文学中,测定视差的方法就是把两个观测点与被观测的天体构成一个三角形,已知两个观测点连线(即基线)的长度,再从这两个观测点测出天体的方位(即三角形的顶角),就能求出天体与地球的距离。基线越长,求得的结果就越精确。通常,在测量离地球较近的天体如月亮的距离时,可以用地球的半径作基线,所测定的视差则称为“周日视差”。如果要测定太阳系以外天体的距离,一般都以地球与太阳的距离为基线,所测定的视差称为“周年视差”。用这种视差法测量相距8.6光年以内的天体非常准确,测量远至1000光年的天体也能做到大体准确。

另一种测量恒星距离的方法是亮度测定法。一颗恒星可能因体积大、运动活跃或距离地球较近而显得很光亮。只要分清星球的实际亮度和视觉亮度,就能从光亮度上准确测出恒星与地球之间的距离。本世纪初,天文学家按波长区分星球光亮,制成了光谱。他们发现,不同的恒星有不同的光谱特性。用分光镜研究恒星的光谱,就能判断该星的冷热程度。这有助于天文学家辨别貌似暗淡的小星是否遥远的活跃的巨星。只要把一颗星的光与另一颗已知距离、活跃程度相似的星进行比较,就能测量出这颗星与地球之间的距离。

80多年前,大多数天文学家都认为银河系就是整个宇宙,银河系之外什么也没有。可是,当精确度更高的天文望远镜诞生以后,这种看法便被证明是错误的。过去观测到的那些暗淡模糊的斑点,其实是其他的星系,有的与银河系不相上下,有的则更庞大。20世纪20年代,美国天文学家埃德温·哈勃在加利福尼亚州的威尔逊山用当时世界上最大的反射式望远镜研究银河系外星系,他分析了这些星系的光谱,发现各种谱线的波长都移向红色一端。这种现象叫做红移,说明那些星系正在向远处飞离。波长的改变是多普勒效应的作用,与疾驶而去的汽车喇叭声调的变化同样道理。由于宇宙在不断膨胀,星系距我们越远,红移就越大。换而言之,越远的星系,其飞离我们的速度也越快。哈勃据此提出了“哈勃定律”,确定了计算行星运行速度的天文学计量单位——“哈勃常数”。但是,用哈勃常数作为测量尺度存在一个问题,即无人知道它有多长。

关于宇宙膨胀的速率,天文学家们的看法并不一致。最保守的估计是,距离增加百万光年,则速度每秒钟约增加16公里,即一个距我们5亿光年的星系将以每秒约8047公里的速度远离地球。有些天文学家估计的速率比这个数字还要大一倍。按照第一种估计,宇宙中最遥远的天体距离地球约有100亿光年。而按第二种速率计算,则宇宙边缘距离地球达200亿光年之遥。

“哈勃常数”只能在太阳系以外的太空里测定。在那里,膨胀速度非常大,任何局部影响都变得微不足道。

如果天文学家能够找到一支“标准蜡烛”,即某个类星体,其亮度稳定,非常明亮,横跨半个宇宙都可以看到,那么这个问题便可迎刃而解。但是迄今为止,大家公认可通用于整个宇宙的“标准蜡烛”尚未找到。因此,天文学家运用这一基本方法时往往采取一种分步方式,这就是设立一系列“标准蜡烛”,每一步只起测,定下一步的作用。

近年来,3种不同的“标准蜡烛”,即近红外线观测造父变星、行星状星云和麻省理工学院的约翰·托里的成片星系,都使人趋向于认为宇宙很年轻,有110亿~120亿年。

但是,还不能说这便是标准答案,至少有另外3个天文学家小组得出了不同的结果。其中的一个小组是以哈佛大学天文学系主任罗伯特·柯什纳为首,他们得出的结论是,宇宙并不是那么年轻,可能有150亿年。

而杰奎琳·休特和她的学生们以及普林斯顿大学的埃德·特纳则测定宇宙有240亿年。

总而言之,时至今日,宇宙有多大这个问题还远远未能解决。
第2个回答  2019-02-23

十万个冷知识

第3个回答  2020-08-16

目前,科学家能观测134亿光年的宇宙空间,他们提出三大猜想,第一多维宇宙,霍金认为,在我们的宇宙外存在着无数的宇宙;第二虚无空间,宇宙以超越光的速度在膨胀,人类无法触及;第三生命体空间,我们可能是内部的血液经络。关注我,下期带你继续探索世界

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