宇宙到底有多大？是一個(gè)想破腦袋也想不明白的問題。根據(jù)目前最流行的理論，宇宙誕生于一次奇點(diǎn)大爆炸，至今已有138億年的歷史。
你或許會(huì)感到奇怪，宇宙有年齡，怎么可能是無限的？宇宙中最快的莫過于光速，光朝一個(gè)方向飛，總能飛到邊吧？
如果把地球比作茫茫大海上的一條船，科學(xué)家把天文望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)向各個(gè)方向，能看到的最遠(yuǎn)范圍相當(dāng)于一個(gè)巨大的球體，這個(gè)球體被稱為“可觀測宇宙”。
可觀測宇宙有多大？你可能不假思索地說，光速乘以宇宙年齡，直徑就是276億光年唄。這個(gè)答案貌似正確，但沒有考慮到宇宙自大爆炸發(fā)生以來，無時(shí)無刻不在膨脹之中，在最早期的暴脹階段，宇宙膨脹的速度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過光速。
更關(guān)鍵的是，宇宙膨脹是各向均勻同性的，即無論你在宇宙中的哪個(gè)地方，都會(huì)看到周圍的一切以相同的速度離你遠(yuǎn)去——好比一只螞蟻趴在膨脹的氣球表面，把它換到氣球其它地方，看到的景象沒有任何區(qū)別。
可觀測宇宙究竟膨脹了多少呢？假設(shè)大爆炸發(fā)生時(shí)，有人站在138億光年之外舉起手槍向你射出一顆“光速”子彈，那么到今天他已經(jīng)和你相距460億光年了！那顆子彈永遠(yuǎn)都無法靠近你，反而離你越來越遠(yuǎn)。也就是說，可觀測宇宙的直徑大約為920億光年！
據(jù)估計(jì)，可觀測宇宙內(nèi)有兩萬億個(gè)星系，就算人類現(xiàn)在掌握光速旅行的絕技，由于時(shí)空本身在膨脹，我們能夠到達(dá)的最遠(yuǎn)距離也只有145億光年。科學(xué)家通常所說的宇宙指的就是可觀測宇宙，超出這個(gè)范圍之外的部分，我們根本無從知曉。
真正的宇宙到底是有限還是無限的？假設(shè)宇宙是有限的，我們向某個(gè)方向一直走，總有一天能回到起點(diǎn)；朝一個(gè)方向使勁看，也許能看到你自己的后腦勺！對于大的沒邊的東西，要估量它的大小，首先得知道形狀。對于宇宙的形狀，科學(xué)家提出三種假設(shè)：有限的封閉球體；無限的馬鞍形；沒有任何形狀，無限平坦。
如果我們生活在一個(gè)彎曲的有限空間（大球）內(nèi)，就會(huì)看到遠(yuǎn)處的光線互相靠攏；如果我們生活在一個(gè)反向彎曲的無限空間（馬鞍）內(nèi)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)光線彼此發(fā)散遠(yuǎn)離，而天文觀測顯示，即使極遠(yuǎn)處的光線也不受任何干擾，沿著自己的初始方向無限延伸——也就是說，我們所在的宇宙很可能是無限平坦的。
當(dāng)然，這并不意味著宇宙空間曲率絕對為零。NASA威爾金森各向異性探測器的測量結(jié)果顯示，宇宙空間的曲率小于0.4%。如果我們由此斷言宇宙是有限的，那么它的范圍之大將超乎你的想象——半徑至少是可觀測宇宙的250倍，體積是可觀測宇宙的1500萬倍，直徑11萬億光年！
實(shí)際上，宇宙有多大是個(gè)科學(xué)家也不敢再想下去的問題。宇宙大爆炸是否只發(fā)生了一次？奇點(diǎn)是不是誕生于一片虛無？是否有無限多個(gè)宇宙在不斷碰撞中重生和湮滅？也許這個(gè)問題完全超出了人類的認(rèn)知，對于我們來說，宇宙是有限還是無限都沒有任何區(qū)別。
宇宙V往事-專注科學(xué)科普｜敬請關(guān)注
