在18世紀人們的眼裡，宇宙還只是太陽系。隨著科學技術的發展,人們認識到:太陽也只是天空中數以萬計的恆星中的一顆。於是,人們心目中的宇宙開始逐漸擴充套件到了銀河系。近代,人們的認識範圍逐漸擴大,人們心目中的宇宙已不再是銀河系。

人類已經認識到:在銀河系以外,還有許多河外星系的存在。十幾個或幾十個星系一起組成星系群。成百上千個星系則組成更高一級的星系組織—星系團。北冕星座是有個包含著400個星系的星系團,離我們更遠,光從那裡照射到我們地球,需要整整7億年之久。這樣的個個星系團共同組成了我們的總星系。人們都說宇宙廣闊無垠”,那麼,宇宙究竟有多大呢?

一、牛頓的“箱子宇宙”

從哲學角度上說,宇宙不光在空間上是無限的,在時間上也是無限的。“天地四方曰宇,古往今來曰宙”。正因為宇宙在時間上和空間上的無限,才使得宇宙能夠作為一個統的整體而存在。德國大哲學家康德曾提出著名的時空悖論,強調人們關於宇宙有限與無限的理解必然存在著矛盾。

古典力學創立者牛頓設想:宇宙像個無邊界的大箱子,無數恆星均勻地分佈在這個既無限又空虛的箱子裡,靠萬有引力聯絡著。他的觀點引出了有名的“光度怪論”(即“奧爾伯斯佯謬”):如果宇宙真是無限的,恆星又是均勻地分佈著,那麼夜晚的天空將會變無限明亮！

二、愛因斯坦的“有限宇宙球”

相對論大師愛因斯坦,於1917年提出了有限宇宙的模型,“把宇宙看作是一個在空間尺度方面有限閉合的連續區”,並從宇宙物質均勻分佈的前提出發,在數學上建立一個前所未有的“無界而有限”、“有限而閉合”的“四維連續體”,即一個封閉的宇宙。

根據愛因斯坦提供的“宇宙球”模型推想,在宇宙任意一點上發出的光,都將會沿著時空曲面在100億年後返回它的出發點。人類目前的認識,實際上是把宇宙作為在時間上有起點,在空間上有限度的想像模型來對待的。

三、宇宙到底是什麼樣子

宇宙到底是什麼樣子？英國物理學家斯蒂芬·霍金的觀點比較讓人容易接受:宇宙有限而無界,只不過比地球多了幾維。比如,我們的地球就是有限而無界的。在地球上,無論從南極走到北極,連是從北極走到南極,你始終不可能找到地球的邊界,但你不能由此認為地球是無限的。實際上,我們都知道地球是有限的地球如此,宇宙亦是如此。

怎麼理解宇宙比地球多了幾維呢?舉例來說:一個小球沿地面滾動掉進一個小洞中。在我們看來,小球是存在的,它還在洞裡面,而對於一個假設的“二維”世界的動物來說,它得出的結論就會是:小球已經不存在了!它消失了。為什麼會得出這樣的結論呢?因為它生活在“二維”世界裡,對“三維”世界是無法清楚認識的。同樣的道理,我們人類生活在“三維”世界裡,對於比我們多幾維的宇宙,也是很難理解清楚的。