最终，我们只是不知道整个宇宙到底有多大——它可能在23万亿光年的任何地方，直到它自转

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#宇宙究竟有多大？科学家给出了解释，最担心的事情还是发生了#
地球表面总面积接近3.2亿平方公里，赤道周长超过38624公里，人口接近80亿。虽然这对人类来说可能听起来很重要，但是，这在宇宙的宏伟计划中绝对是微不足道的。宇宙是难以理解的浩瀚，对于它究竟延伸了多远还没有明确的共识。
大家好，我是科学拓荒者。本期文章我们要回答一个非凡的问题：宇宙到底有多大?
宇宙有有多大？
在讨论宇宙的大小之前，首先考虑一下宇宙的年龄是很有用的。令人惊讶的是，直到2010年，我们才真正准确地估计出宇宙的年龄。多亏了普朗克太空观测站收集的数据，我们今天知道宇宙大约有138亿年的年龄，误差约为2000万年。我们通过研究宇宙的膨胀率和宇宙微波背景辐射(CMB)，即大爆炸留下的剩余辐射，得出了这个数字。宇宙微波背景辐射可以追溯到宇宙大爆炸38万年后，当时粒子开始形成原子。但是你错了，因为宇宙已经有138亿年的历史了，所以可观测的宇宙在任何方向上都只能达到138亿光年——这就使得宇宙的总直径接近280亿光年。

事实上，科学家们已经发现，可观测的宇宙要比这大得多，直径约为930亿光年。这意味着我们有一个可观测的宇宙，它比看起来可能的要大得多——但有几个原因可以解释为什么会这样。最大的原因是宇宙膨胀，因为空间之间的空间在以越来越快的速度增长。然而，一小群科学家之间有一个有争议的理论，与爱因斯坦的理论相反，光速不是一个常数。自20世纪90年代以来，这些科学家一直在争论，光速曾经快得多，但实际上它正在变慢。的确，以每秒299338公里的速度，光速相对于宇宙的大小来说是相当慢的。
宇宙仍在不断膨胀
然而，这仍然是一个小众理论，而对这一现象最广泛接受的解释仍然是宇宙膨胀。宇宙起源于时间之初的初始奇点，那是一个拥有无限热量、无限物质和无限密度的点，所有存在的事物都起源于此。自宇宙大爆炸以来，宇宙一直在膨胀。然而，在很长一段时间里，我们认为扩张的速度正在放缓，但事实并非如此！1998年，测量到两颗大型超新星距离的研究发现，令人震惊的是，宇宙正在加速膨胀。这些超新星过去和现在都在远离我们，也远离彼此，速度越来越快。

我们知道物体正在远离我们的方式是红移。本质上，因为红色波长的光比蓝色波长的光更长，频率更低，所以当物体离我们越远，波长越长的光就能到达我们，这意味着物体看起来越来越红。所以，红移在计算距离和速度方面是无价的。值得注意的是，我们对宇宙膨胀的速度也有一些估计——而且，宇宙膨胀的速度可能比光速还快。据估计，膨胀的速度为“68公里每秒/每百万秒差距”，而百万秒差距超过了300万光年，这使得膨胀速度比光速快得多。

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但这并没有打破光速的概念，因为光速并不是指物体在空间中移动。空间的扩张是可观测宇宙从一个“边缘”到另一个“边缘”已经增长到930亿光年的原因。值得注意的是，“可观测”超越了“可见宇宙”，后者是目前基于我们的眼睛和仪器可见的东西。有些东西超出了我们的感知范围，但仍然构成了可观测宇宙，因为它们是大爆炸的光所到达的区域。

然而，虽然我们或多或少知道可观测的宇宙有多大，但不可观测的宇宙是完全不同的故事！事实上，我们只是不知道这个不可观测的宇宙有多大，但我们可以根据宇宙可能的形状做出一些可靠的猜测。具体来说，虽然我们不能确定，但最有可能的可能性是，宇宙大部分是平的，但稍微有些弯曲。宇宙的弯曲度是非常小的，但它确实意味着在它真正完成一个完整的圆之前，宇宙的大小是有限制的。如果在可观测宇宙的边界之外的物理定律和它内部的定律是一样的，那么宇宙的直径将达到23万亿光年左右。如果宇宙没有这样的曲率，那么它可能是一个无限大的平面，或者它可能是一个封闭的球体，其大小我们没有参照系来估计。但宇宙中许多复杂的现象确实是平的，例如，太阳系基本上是一个平面，星系也是如此。所以不难想象宇宙本身在某种程度上也是平面的。
对宇宙认知的发展
从很多方面来说，人类的宇宙之旅仍处于起步阶段。普朗克宇宙飞船负责所有宇宙尺度计算所依赖的许多发现，直到2009年才开始工作，令人震惊的是，最近，我们在对宇宙的理解上取得了飞跃。

一百年前，美国天文学家亨丽埃塔·莱维特开创了一项技术，通过测量恒星的亮度，我们计算出了恒星之间的距离。她的计算为我们提供了“标准烛光”模型，在这个模型中，我们可以通过观察光源来推断距离。通常，使用的光源都是非常明亮的超新星。这仍然是我们计算外太空巨大距离的方法的基石，直到20世纪初我们才知道这一点。从那时起知道这一点。从那时起，能建造出像普朗克这样先进的宇宙飞船，能够对整个宇宙的宇宙微波背景辐射进行成像和观测，是一个惊人的壮举!
现在我们知道银河系中估计有两千亿颗恒星，我们也知道我们离银河系中心有多远。我们甚至知道，离我们最近的星系仙女座正在与我们发生碰撞。这些计算在几十年前是不可能的！最终，我们可能永远不会知道宇宙的真实大小，因为它总是在以惊人的速度增长。目前还不清楚宇宙膨胀的终点将是什么，因为随着宇宙熵的增加，宇宙逐渐变得几乎完全由暗能量组成。宇宙膨胀有一天可能会减慢，但也可能不会，这会让地球比现在更加孤独和孤立。

当宇宙膨胀达到某一点时，宇宙可能最终在“热死”中死亡，即永远无法产生新的能量或热量，一切都稳定到完全相同的温度，成为统一的暗能量。另一种可能是，如果宇宙一直膨胀下去，一切都变得太冷，距离太远，无法支持生命，那么宇宙可能会经历“冷死”。最终，我们只是不知道整个宇宙到底有多大——它可能在23万亿光年的任何地方，直到它自转回来，直到一个无限的存在平面。
对于人类来说，宇宙实在是太大了，我们目前仍未完全弄清楚我们自己的星球，所以对于研究宇宙，应该永远抱持着敬畏心态。那么，你认为宇宙有多大呢？它会一直膨胀下去吗？欢迎在评论区分享你的看法。