宇宙到底有多大?對於我們很多人來說,宇宙是十分龐大的。但實際上,宇宙之大,要遠遠超越人類的想象力。
無論是哈勃望遠鏡的觀測,還是剛上天的詹姆斯韋伯空間望遠鏡的觀測,都在印證一點:我們朝著宇宙任何一小片地方的任意方向看去,都會發現只要持續時間足夠長,我可以看到無數多的天體。
說白了,如果我們擁有一雙極具敏感度的眼睛,那麼大概率對於人類來說,一天24小時都是白天。那麼這就說明,我們無論朝著天空的哪個方向看去,看到的基本都一樣,都是一眼看不到邊。那這是不是說明:宇宙是無限大的呢?
要了解這個問題,我們不妨從宇宙天體結構來了解。我們所在的家園是地球,是一顆行星,行星當中,地球其實都算是小的,八大行星當中,木星、土星、天王星和海王星都要比地球大得多。不過,八大行星相對於太陽而言,都是可以忽略不計的存在,太陽佔據了整個太陽系總質量的99.86%,是太陽系中絕對的主宰。那麼問題來了,太陽系就足夠大了嗎?
答案顯然不是這樣,太陽系這樣的恆星系在宇宙中也幾乎是可以忽略不計的存在。不信?我們可以先來看看銀河系。銀河系當中有1500億-4000億顆像太陽系這樣的恆星,太陽系只是其中樸實無華的存在。整個太陽系相對於銀河系來說,就幾乎是可以忽略不計的存在。
那銀河系就足夠大了嗎?實際上也不是!銀河系位於本星系群當中,本星系群當中有幾十個像銀河系這樣的宇宙結構。而本星系群其實是位於室女座超星系團當中,在室女座超星系團當中,像銀河系這樣的星系有4.7萬個。
而室女座超星系團就足夠大了嗎?其實也不是,比室女座超星系團更大的宇宙結構,我們可以繼續一隻數下去,但這其實沒有任何意義了。
根據愛因斯坦的相對論中的"光速不變原理",我們可以推導得到,光速是物質、信息和能量的極限速度,而根據標準宇宙模型,我們知道宇宙誕生於138億年前,隨後宇宙開始劇烈膨脹,這樣的膨脹持續到現在,現在依然還在加速膨脹。
結合這兩點,疊加上膨脹效應,人類理論上可觀測到的最大尺度就是以地球為圓心,以930億光年為直徑的球狀空間,這也被稱為:可觀測宇宙。在可觀測宇宙中,有2.2萬億個像銀河系這樣的星系。
可觀測宇宙不是全宇宙,而人類可以觀測到的最大理論範圍。不僅如此,它僅僅是宇宙的一小部分。也就是說,根據現在的理論來看,我們擁有無法觀測到宇宙的邊緣。
而根據科學家們的研究,宇宙大概率是無限大的,同時現在依然還在加速膨脹。所以,這種在無限大中還在加速膨脹的奇怪情況,其實已經超越了人類的想象能力。當然,即便是可觀測宇宙,對我們而言也實在太大,也根本無法想象出來。