科学家|宇宙“大”到了什么程度？
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随着人类科技的发展 ， 天文学家提出许多关于宇宙的理论 ， 似乎整个宇宙都在我们的了解范围之内 。 但是宇宙到底有多大？科学家也不能出一个数字 。
2013年 ， 欧洲航天局的普朗克空间任务发布了有史以来最精确和详细的宇宙最古老星图 ， 显示宇宙有138亿年了 。 普朗克空间任务通过研究宇宙微波背景计算宇宙年龄 。“宇宙微波背景辐射来自很久很久以前的 ， 它告诉我们关于我们宇宙的全部历史 。因为距离和光速 ， 科学家可以观察138亿光年之内的空间区域 。
地球上的天文学家可以用望远镜向各个方向窥视138亿光年 ， 这就把地球置于一个可观察量半径为138亿光年的球体 。 “可观测”这个词很关键 ， 这个球体限制了科学家能看到的东西 ， 但却限制不了那里的东西 。尽管这个球体的直径接近280亿光年 ， 但它要大得多 。 科学家知道宇宙正在膨胀 。 因此 ， 虽然科学家可能在大爆炸时看到离地球138亿光年的一个点 ， 但宇宙一直在继续膨胀 。
如果膨胀在宇宙的整个生命周期中以恒定的速率发生 ， 那么今天同一个点就是460亿光年之外 ， 可观测宇宙的直径变成了920亿光年左右的球体 。在太空中 ， 以地球为中心的球体可能会把人类置于宇宙的中心 。 然而 ， 就像海洋中的一艘船一样 ， 我们无法知道我们在宇宙中所处的位置 。 我们看不见陆地并不意味着我们在海洋的中心 ， 仅仅因为我们看不到宇宙的边缘并不意味着我们位于宇宙的中心 。
科学家用无数种不同的方法测量宇宙的大小 。 他们可以测量来自早期宇宙的波 ， 称为重子声波振荡 ， 填充了宇宙微波背景 。 他们也可以使用标准的蜡烛亮度 ， 例如1A型超新星 ， 来测量距离 。宇宙膨胀如何变化也是一个谜 。 虽然对920亿光年的估计来自恒定膨胀率的想法 ， 但许多科学家认为宇宙膨胀率正在放缓 。 如果宇宙在膨胀期间以光速膨胀 ， 它应该是10^23 。
牛津大学的米兰·瓦尔丹扬领导的科学家小组没有采用一种方法测量 ， 而是对所有结果进行了统计分析 。 通过使用贝叶斯模型平均 ， 它关注的是在给定数据的情况下模型正确的可能性有多大 ， 而不是问模型本身与数据的拟合程度如何 。 他们发现宇宙至少比可观测的宇宙大250倍 ， 或者至少7万亿光年 。
宇宙的大小在很大程度上取决于它的形状 。 科学家们预测了宇宙可能像球体一样封闭 ， 像马鞍一样无限负弯曲 ， 或者是平坦无限的可能性 。有限的宇宙有一个可以测量的有限大小 ， 在一个封闭的球形宇宙中会是这种情况 。
【科学家|宇宙“大”到了什么程度？】但是无限宇宙从定义上来说是没有大小的 。由于宇宙有一个有限的年龄 ， 我们只能观测宇宙的有限体积 ， 现在能得出的结论是 ， 宇宙比我们能直接观测到的要大得多 。
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