人类对于宇宙的范围到底有多大有什么样的猜测?

作者&投稿:贸苇 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
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我们经常谈论宇宙的规模,而且我们也深知宇宙的浩瀚,并且我们知道人类目前所看到宇宙的大小直径为920亿光年,我们也知道宇宙正在膨胀。

宇宙的哈勃膨胀率为73.8公里/秒·百万秒差距,这意味着一个星系距离地球每增加百万秒差距(3.26百万光年),它离我们而去的速度每秒就增加73.8公里。

空间的膨胀速度是没有上限的,这说明离我们很远的空间正在以超光速远离我们。但我们目前还是对宇宙的大小有一个最低下限的估计值!(后面会说到)

宇宙中充满了数千亿个银河系大小的巨型星系,每个星系都至少包含近一万亿颗恒星,

整个宇宙规模非常非常大。而且,经过大爆炸以来近138亿年的膨胀,我们能看到的宇宙部分(可观测的宇宙)直径为920亿光年!而且在未来我们不会比现在看的更远。

但在我们所能看到的宇宙之外还有更多的空间。

根据我们关于宇宙如何形成的最好理论——暴胀理论,我们会问:整个宇宙到底有多大!

暴涨掌控了宇宙的初始阶段,不管当时宇宙的初始形状、大小或条件如何,暴胀导致宇宙空间以指数增长的速度在膨胀!

在暴胀的作用下,宇宙不仅比最初的状态扩大了数十亿倍,甚至是整个最初状态的古戈尔倍(一个古戈尔为1后面100个0),由于暴胀的发生宇宙空间变的平坦,宇宙物质分布变的均匀,这就是为什么我们在地球上看宇宙,每个方向的观察结果都是一致的,犹如我们是宇宙的中心!

这就是宇宙暴胀。但是暴涨是如何发生的呢?就我们目前所知,当宇宙在大爆炸前充满所谓的真空能量时,这时的宇宙由真空能量主导。

充满真空能量的宇宙非常不稳定,当宇宙开始转入更稳定的状态时(就像上图中红色小球从高处滑下来一样),就发生了所谓的大爆炸,能量开始转化成物质,反物质和辐射,直到变成我们现在所看到的宇宙。(这里需要注意的是:真空能量导致的暴胀是大爆炸的开始,你也可以认为真空能量启动了宇宙大爆炸,宇宙没有所谓的奇点,一开始就是一团不稳定的真空能量)

那么宇宙的膨胀为什么没有结束呢?也就说宇宙为何一直在膨胀?

在宇宙的基本层面上由量子力学掌控。量子力学中最奇怪的事情之一是,如果你拿一个电子,把它放在某个地方(比如上图的轨道上),当你稍后再看的时候,它不会在同一个地方!而真空能量的本质就是量子场或量子涨落。

在量子力学的语言中,我们说量子态是随时间扩散的!现在我们把下面这三样东西都放在一起。

一开始真空能量的不稳定导致了宇宙暴胀,或呈指数级膨胀。这意味着我们正在以越来越快的速度创造“新空间”。在一个单位时间(t)之后,我们有一个单位空间(V) ,2t之后,我们有4V。3t之后是16V, 4t之后是256V。当宇宙膨胀时,平均真空能量正在下降,宇宙的膨胀速度应该减缓或停止。(也就是红色小球滑至谷底,宇宙空间达到了最低的真空能量,现在我们宇宙中的真空能量非常小,比宇宙暴胀时期要少28个数量级!)但是,真空能量量子态波函数的随机扩散又导致了更多的空间,而创造的新空间又富含真空能量。最后直到真空能量达到目前的水平,也就是空间固有的能量!这种能量是什么?就是我们常说的暗能量!

宇宙大小的最低值

当我们把真空能量、暴胀和量子态的随机扩散放在一起时,我们就得到了一个永恒膨胀的概念。

根据我们目前对膨胀的看法,这意味着宇宙至少是我们可观测宇宙大小的10^(10^30)倍!在我们的有生之年都无法把这个数字完全写出来。




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宇宙到底有多大
目前宇宙的半径大概是465亿光年,直径930亿光年。但930亿光年仅仅是我们能观测到的宇宙直径,由于宇宙的膨胀速度已经超过了光速,所以我们只在地球上观测宇宙的话无法得知宇宙到底有多大,这还是一个未解之谜。

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人类究竟能不能到达宇宙的边缘呢?宇宙的边缘距我们到底有多远?_百度...
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海沧区13791833263: 人类所能观测到的宇宙范围是是什么?
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海沧区13791833263: 整个宇宙到底有多大呀 -
坚昌悦止: 目前宇宙的半径大概是465亿光年,直径930亿光年.但930亿光年仅仅是我们能观测到的宇宙直径,由于宇宙的膨胀速度已经超过了光速,所以我们只在地球上观测宇宙的话无法得知宇宙到底有多大,这还是一个未解之谜.

海沧区13791833263: 人类已经观测到的宇宙半径有多少千米? -
坚昌悦止: 现在人类能够看到最远的天体距离地球137亿光年,我们认为宇宙是在137亿年前诞生的.但因为宇宙膨胀的速度大于光速,所以推断宇宙的尺度在137亿光年以上.

海沧区13791833263: 宇宙到底是有多大
坚昌悦止: 现阶段的科技水平来看,最高端的哈勃望远镜的观测范围为150亿光年(光年就是光一年多走的路程94,542,549,554,880,000米)目前我们所知道的宇宙就被认为是我们所观测到的宇宙,150亿光年就被认为是宇宙的范围!

海沧区13791833263: 宇宙到底有多大 -
坚昌悦止: 这也是我经常思考的问题,目前人们观测到宇宙最远的距离是130亿光年,这已经到达了目前人类能力的极限.那么宇宙到底有多大哪?从我们人类目前认识到在概念看,一个真实存在的空间,无论有多大,总有他既定的界限,就象地球、太阳...

海沧区13791833263: 宇宙空间有多大? -
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海沧区13791833263: 宇宙到底有多大?多远?
坚昌悦止: 宇宙大爆炸之后残留的背景微波辐射中的波纹揭示了宇宙的大小这一令无数人关心的问题:宇宙两头相距至少780亿光年. 美国蒙大拿州立大学物理学家Neil Cornish领导的研究小组认为, 他们的研究至少部分的回答了宇宙学一个最基本的问题...

海沧区13791833263: 宇宙中,我们人类能探索的范围是多少?
坚昌悦止: 河外星系

海沧区13791833263: 宇宙到底有多大
坚昌悦止: 宇宙有多大? 直到现在,对宇宙尺寸的估算在“你看到有多大就是多大”到“无限”之间,总而言之没有一个多数人认可的答案,而完全依靠你偶然灵光闪现想出来的一个宇宙模型.Cornish等人的研究至少确定了宇宙尺寸的下限,它没有排除...

海沧区13791833263: 宇宙到底有多大
坚昌悦止: 很大,非常大,超大.

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