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  • 1 # 千面緣

    你想象他有多大,他就會有多大;你想象不出他有多大,他比你想象的大;儘管他看上去無窮大,但歸根結底會縮小到空無一物。

  • 2 # 東北老胡1954

    佛說:三千大千,有如有如恆河沙數。

    先說三千大千世界:一千個世界,等於一個小千世界,1000個小千世界。等於一箇中千世界,1000箇中千世界。等於一個大千世界。這在當時的佛教卍上應該是以太陽為中心的所謂世界吧?因為那時是以太陽為中心的日心說。

    再說恆河沙數,就算普及地理知識了吧!恆河全長2700公里,發源青藏高原,流經喀喇崑崙山與喜馬拉雅山之間,經過印度、注入孟加拉灣。2700公里的河床沙子,即使用手捧一捧,恐怕也很難數出沙子的數量。2700公里的河床沙子應該永遠都是個未知數。

    但是以上都是上個世紀以前的說法了,並且靠的是想象,而今最先進的天文望遠鏡已經看到了930億光年的範圍了,這930億光年的範圍暫且稱為總星系。這個總星系包含數以億計個銀河系,而我們的太陽系也只是銀河系數以億計之中,一個非常普通的恆星。腳下的地球也只是八大行星普通一員。

    相信在未來的時間裡,會觀測到數以億計的總星系組成的更大星系,如此永無止境,你能想象宇宙到底有多大嗎?

  • 3 # 地理沙龍

    謝謝邀請,“宇宙”從字面上來理解,上下四方謂之“宇”,古往今來謂之“宙”,也就是說宇宙是時間和空間的集合體,實際上還不止,我們可以理解為宇宙是包含了時間、空間和事物(物質)的集合體。人類從古至今就在探索宇宙,從中國古代的天圓地方,到古代印度的梵天一夢,都是對於宇宙的樸素想象。宇宙全景

    隨著人類科學技術的進步,人類對於宇宙的認識也不斷加深,但是,宇宙對於人類來說還是一個巨大的謎團。目前,以人類的觀測手段,最近研究表明宇宙的直徑至少有920億光年,當然,人類依舊沒有找到宇宙的邊界。這個資料是絕望的,也就是說就算以光速前進,從宇宙的一頭到另一頭,也需要920億年時間。宇宙大爆炸

    “大爆炸理論”是目前最流行的宇宙學說,認為宇宙的時間和空間都來源於大約在138.2億年前的一次大爆炸,大爆炸之後,宇宙不斷膨脹,空間不斷擴張,形成了目前的宇宙。將來宇宙會繼續擴大、還是保持均衡、還是會收縮,也有不同的觀點。討論宇宙的大小,對於我們來說是缺乏認知和比較的,也就是說宇宙是我們難以想象的大。

    地球的半徑大約為6371千米,地球到太陽的距離大約1.5億千米,地球到比鄰星的距離大約是4.2光年,地球所在的銀河系大約直徑為10萬光年。在宇宙探索中,人類能夠到達哪裡呢?在《流浪地球》中,人類為了推動地球到達4.2光年之外的比鄰星,所需要花費的時間超過1000年以上,人類該怎樣探索宇宙?

  • 4 # 發明與創造

    首先明確觀點:宇宙的大小目前仍難以界定。

    1、根據一種較為嚴謹的定義,宇宙為與自身所繫時空的任何一切,且人們與時空可以互動[38]。根據廣義相對論,宇宙空間中的部分割槽域可能會因為有限光速與持續的空間擴充套件,導致在宇宙存在的時間中,永遠無法與人們產生互動。舉例,從地球發出的廣播訊息,即使宇宙永遠存在,可能永遠無法抵達宇宙空間中的部分割槽域:空間擴充套件所花費的時間,會比光抵達該區域的時間還快[39]。

    宇宙空間中較遠的區域,即使人們無法和這些區域互動,但仍會假定這些區域存在,並且是現實的一部分。人們可影響與受影響的空間區域,稱為可觀測宇宙。可觀測宇宙的大小,取決於觀察者的位置。藉由旅行,觀察者可以觀測到更廣大的區域,比起站在定點所觀察到的區域還大。然而,即使是最快的旅行者,仍將無法與所有的宇宙空間互動。一般來說,可觀測宇宙指的是觀察者從銀河系中的有利位置所觀察到的一部分宇宙。

    2、公元100年左右的東漢時代,當時科學家張衡最早提出“過此而往者,未知或知也。未知或知者,宇宙之謂也”和“宇之表無極,宙之端無窮”的觀點[40]。明確提出由空間和時間構成的宇宙大小是無限的觀念。目前關於宇宙是否無限的問題還有爭議。如果整個宇宙的空間部分是有限的,那麼可以用一個距離來表示。對於均勻各向同性的宇宙來說,這就是三維空間的曲率半徑。但是,即使宇宙整體是無限的,宇宙的可觀測部分仍是有限的:由於相對論限定光速為宇宙中資訊傳播的最高速度,如果一個光子從大爆炸開始傳播,到今天傳播的固有距離為930億光年,由於宇宙在膨脹,相應的共動距離約為其3倍,具體數值與宇宙學引數有關,這一距離稱為今天宇宙的粒子視界。

    3、另一個在物理學數量級估計中常用來表示宇宙大小的距離稱為哈勃距離,是哈勃常數的倒數乘以光速,其數值約為1.29×1026米,也約為138億光年。科普和科技書籍中所指宇宙的大小常指這個數值。哈勃距離可理解為四維時空的曲率半徑。

  • 5 # 宇宙觀察

    中國古代將宇宙描述為古往今來所有時間和空間的集合,也就是說宇宙就是時空本身

    但古人畢竟沒有完整的科學體系和科學思想,因此他們無法對宇宙作出更細緻的描述,這種“遺憾”直到上個世紀初才被美國天文學家埃德溫.哈勃所填補。

    1919年埃德溫.哈勃受聘於威爾遜山天文臺,從此得以使用當時最強大的胡克望遠鏡進行天文學觀測,1929年經過總結同時期天文學家的觀測結果以及廣義相對論,哈勃對外發表了“距離銀河系越遠的星系遠離速度越快”這一重大成果,“宇宙膨脹”也是在這個時候成為人類所熟知。

    當時人類從埃德溫.哈勃那裡知道宇宙空間正在膨脹並且測定膨脹速度後就發現宇宙中所有的物質在100多億年前都還是“你中有我我中有你”的狀態,而現代普朗克衛星將“100多億年”精確到了“138.2億年”,也就是說宇宙是在138.2億的大爆炸中誕生的。

    然而知道了宇宙誕生於何時並不能確定宇宙的大小

    原因在於我們的宇宙空間一直在超光速膨脹,上個世紀末的觀測結果更是表明宇宙在加速膨脹,然而在超光速膨脹的宇宙空間內,資訊傳播的極限速度卻被“卡死”每秒三十萬公里(也就是光速)

    光速與空間膨脹速度的嚴重不匹配決定了以地球為中心半徑465億外的光還沒有足夠的時間飛到地球,因此我們永遠無法“主動”看到宇宙的全貌,而只能看到“可觀測宇宙”

    光速限制在決定我們無法看到宇宙全貌的同時也決定了我們“看得越遠就越古老”,比如我們看到的太陽是8分30秒左右前的太陽,看到的比鄰星是4.22年前的比鄰星,而哈勃望遠鏡看到的幾十億乃至上百億光年外的星系則是他們百億年前的樣子。

    宇宙的準確大小和實時狀況對目前的人類文明來說還是一個巨大的謎團

  • 6 # 鍾銘聊科學

    奧伯斯佯謬

    天文學家在研究一些宇宙學的問題時,通常使用的是理論+觀測=模型的思考框架。而對於宇宙有多大這樣的問題,在愛因斯坦的廣義相對論出現之前,大多都只是在哲學思辨上進行探討。當然,也有為數不多的從數理邏輯上進行討論的。比較有名的就是奧伯斯佯謬。

    這是在1823年,德國的天文學家奧博斯提出來的,他認為,如果宇宙是穩態的,並且是無限大的,那夜晚的天空應該是亮的,這是因為無限大的宇宙說明有無限多的恆星,那夜空就應該有無限多的亮點,也就是亮的。

    從奧伯斯佯謬,我們至少可以知道兩點,要麼宇宙不是無限大的,要麼宇宙不是穩恆態的(也就是我們常說的永恆不變的),那具體是哪一款是後面的科學家解決的。

    愛因斯坦的廣義相對論

    後來到了1915年,愛因斯坦提出過了廣義相對論,在這個理論當中有一個著名的廣義相對論引力場方程。但是,愛因斯坦當時認為宇宙應該是永恆的,但是他從理論推匯出來的方程卻是一個膨脹的宇宙。為了解決這個問題,它引入了宇宙學常數。

    可惜好景不長,愛因斯坦立馬迎來了打臉時間,哈勃透過觀測發現,宇宙的確是在膨脹的,也就是說這個宇宙學常數成了多餘的了。於是,又給刪掉了。

    有趣的是,後來勒梅特提出宇宙應該存在一個熾熱的開端,然後宇宙開始膨脹,但膨脹的速度並不是恆定不變,而應該是減速膨脹,這是因為他認為最早是引力佔主導,後來隨著膨脹的進行,引力常數所代表的排斥力逐漸接近引力,然後超過引力,佔據主導。所以宇宙之後會開始加速膨脹。因此,宇宙常數其實是有存在的必要,而且不僅僅是一般的好用,而是相當的好用。

    決定宇宙形態的兩個基本引數是宇宙空間的曲率,我們用K來表示,以及宇宙常數,用Λ來表示。但K=0的時候,就是歐幾里得空間, Λ>0就會表現出排斥力,宇宙就會膨脹;Λ<0時,就會表現出吸引力,宇宙就會收縮;當 Λ=0時,就是靜態的宇宙,不過並不穩定。1967年,天文學家愛德華·哈里森就把這兩個引數的不同取值進行總結,並給出了一張表格。

    那我們該如何進行理解呢?如今我們知道宇宙學常數就是真空能,也就是暗能量。宇宙大概起源於138億年前的宇宙大爆炸,一開始宇宙的尺寸還比較小,真空能起不到什麼作用。不過,到了距今45億年前,宇宙的大小達到了現在的73%,真空能開始佔據主導,使得宇宙加速膨脹。

    哈勃常數&宇宙質量密度

    所以,基於空間曲率和宇宙學常數的研究,我們是有可能知道宇宙的具體大小的,只不過,這兩個引數有點太靈活了,不好觀測。因此,科學家想到了另外一個辦法:哈勃常數宇宙質量密度

    根據愛因斯坦的廣義相對論,我們可以得到一個以物質為主的宇宙停止膨脹時,對應的宇宙密度,這個密度也被我們叫做臨界密度,用符合p0表示。如今,科學家透過普朗克衛星對於宇宙微波背景輻射的觀測結果,我們可以知道宇宙在千分之六的精度上是平坦的。

    如果說,宇宙是平坦的,那臨界密度p0=3H0^2/8πG。其中H0表示的是哈勃常數。如果我們把哈勃常數取值為70 km/s·Mpc,那這個時候p0就是0.9*10^-29g/cm^3。科學家對這個結果進行了進一步的處理,它們把現在宇宙實際的密度除以這個臨界密度,就會得到一個比值,用引數Ω0表示。

    如果Ω0>1,就是宇宙實際密度大於臨界密度,宇宙就會停滯膨脹,開始收縮,對應的就是一個閉宇宙,也就是有邊界的宇宙

    如果Ω0<1,這代表宇宙的物質無力抵抗宇宙膨脹,宇宙就會一直膨脹下去,也就被我們稱為“開宇宙”,也就是無限大的宇宙。

    如果Ω0=1,說明宇宙會膨脹,只是速率很慢。

    根據普朗克衛星最新的觀測結果表明,哈勃常數H0=67.15 km/s·Mpc。也就是說,哈勃常數是非常接近於70 km/s·Mpc,也就是說Ω0≤1,宇宙應該是一個開宇宙。也就是說,按照現在的理論和觀測來說,宇宙將會一直膨脹下去,並且宇宙會是一個無限大的宇宙。

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