科学家怎样计算出宇宙的大小？

发布时间：2023-09-20 12:41:03 所属栏目：外闻来源：

导读：在人类的认知中，宇宙是一个无比广袤的领域。许多的天文学家一直致力于研究这个领域以探寻未知的秘密，寻找宇宙的边界，虽然宇宙无法观测到边缘，但是科学家可以通过各种间接手段，计算出宇宙的大小。

哈勃望远镜

在人类的认知中，宇宙是一个无比广袤的领域。许多的天文学家一直致力于研究这个领域以探寻未知的秘密，寻找宇宙的边界，虽然宇宙无法观测到边缘，但是科学家可以通过各种间接手段，计算出宇宙的大小。

哈勃望远镜发现宇宙的星系都在不断远离，而且距离越远的星系，远离速度越快，通过哈勃定律，天文学家判断出宇宙的年龄大约是138亿年。但是宇宙中的光线，依旧有很多没有到达地球，因此宇宙的尺寸远远要比138亿光年更大。

在宇宙中，快速远离我们的星系，会因为红移定律光线偏红，科学家通过宇宙的膨胀、宇宙的年龄，综合推断出宇宙的可观测直径为930亿光年。

宇宙的增长，比光速更快？

宇宙的年龄是138亿光年，这一结论出现后，很多人认为宇宙半径就是138亿光年，宇宙随着光的传播而不断扩大。

但是通过哈勃望远镜的观测，天文学家发现几乎所有的天体都在远离我们，而且距离我们越远的天体，远离我们的速度越快。如果宇宙是一个自由的空间，那么远处的天体应该有远离、也有接近我们的天体，能够解释这一现象的假设就是——宇宙正在加速膨胀。

因此宇宙从大爆炸开始，光线开始传播的同时，宇宙也在以超常的速度膨胀，宇宙半径也远远大于138亿光年。

如果宇宙并没有膨胀，那么宇宙的半径就应该是光传递的时间，这也表明总有一天，宇宙的光都会到达地球，届时地球可能会被完全照亮，再也没有夜晚。

但是由于现在的宇宙正在加速膨胀，无限光年的空间的膨胀反而会让宇宙宇宙的光线一路顺风顺水的到达地球的路程越来越远，从而让地球的夜空一直保持黑暗，这些光线，也就是宇宙的可观测半径范围。

通过观测宇宙大爆炸产生的原始引力波、宇宙微波背景，天文学家认为宇宙的可观测半径大约为465亿光年。

宇宙的真实大小，远远超过可观测半径：

虽然科学家计算出宇宙的可观测半径为465亿光年，但是这一数值一直都在不断增加。

首先就是宇宙诞生初期，宇宙内部充满了物质能量，光子也被限制在初期宇宙中无法传播，这个过程大约持续38万年时间，这部分时间并没有被计算到宇宙可观测半径内。

而且宇宙一直处于发展状态，宇宙也一直在加速膨胀，宇宙的边界并没有质量，因此膨胀速度可以超越光速，宇宙的真实大小很难进行计算，而且天文学家甚至无法确定宇宙的形状是不是球形。

通过对宇宙曲率的观测，天文学家发现宇宙在目前人类能够到达的精度范围内，几乎是平坦的空间，这说明宇宙可能是一个无限大的空间。

但由于宇宙形状并不确定，宇宙或许是一个正方体、圆柱体之类带有平面的几何体。人类想要超越可观测半径，了解宇宙的真实大小，不仅仅需要探索宇宙的尺寸，还需要了解宇宙的形状。

随着物理学的发展，宇宙的形状也出现了多种假说，不仅仅局限于球体、几何体，科学家甚至提出了多维结构的嵌套宇宙模型，这也让真实宇宙的大小变得更加复杂。但是目前为止，人类对于宇宙的认知还停留在表面，并没有深入到内部。

（编辑：聊城站长网）

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