宇宙中心究竟在哪裡?難道真的已經被人類發現?

很多人認為宇宙並不是永遠存在的。自從宇宙大爆炸以來，宇宙只存在了有限的一段時間，而且自從宇宙大爆炸發生以來，宇宙一直在膨脹。大多數人的直覺是聽到砰的一聲響，然後想像到一般的爆炸現象，然後設想場景就像彈片向四面八方飛出一樣。宇宙中的物質和能量一下子就開始處於一種熾熱和緻密的狀態。然後隨著所有不同的成分彼此加速而膨脹和冷卻，那麼絕大多數人就會困惑，為什麼宇宙沒有中心？為什麼宇宙背景輻射遠到我們看的每一個地方充滿了宇宙？

在大多數人看來，當宇宙膨脹時，應該有一個地方讓他開始擴張，畢竟這個問題所問的正是每當遇到爆炸問題時與經驗相一致的東西。無論何時發生爆炸，無論它是基於燃燒反應的核爆炸還是容器超壓引起的破裂等，都有三個相同的特點：1.爆炸總是從特定位置開始。2.爆炸最初只佔很小但有限的體積。3.爆炸向四面八方迅速向外擴張，只受遇到的外力和障礙的限制。也就是說當發生爆炸時，一些材料通常會被包裹住和受到影響，並向外推。其中一些較輕的材料向外移動最快，移動最快的材料將比其他較重的材料擴散的更快更遠，因此爆炸輻射密度也會降低。儘管能量密度到處都在下降，但能量在離爆炸越遠的地方下降得越快，因為更多的能量和物質更快地變得不那麼緻密，這是通常爆炸發生的場景和物理分析。

但僅僅通過測量這些不同碎片的軌跡，就可以隨時重建發生爆炸的地方。但是這種一般爆炸與宇宙大爆炸還是有不一樣的地方，幾百萬光年甚至幾十億光年之外的宇宙具有相同的密度，相同的能量在給定空間體積中有一樣多的物質等等，越遠的物體確實比離得近的物體遠離速度更快，但他們與速度較慢、距離較近固體物體的年齡不同。相反當我們看到極端遙遠的距離時，更遠的那些物體看起來更年輕，演化的更少，數量更多，尺寸和質量更小。

儘管現在通過強大的望遠鏡，可以看到距離超過三百億光年的星系，但如果追蹤一切事物是如何運動的，並將萬物的軌跡重建回一個共同起點就會看到最不可能的結果。所謂宇宙中心正好落在我們身上，在宇宙中所有萬億個星系中，我們恰好處於宇宙大爆炸中心的機率有多大？在這些微不足道的基礎上，最初的爆炸就是以這樣的方式進行，1.不規則不均勻的密度。2.恆星形成和星系形成，開始時間不同，3.能量在不同的地方有著巨大的差異。4.神秘的2.7K背景，光輻射所有方向。

為了讓我們處於宇宙的中心，必須想出很多辦法來解釋這一點，而且許多觀察結果仍將令人費解。支配宇宙的引力定律即愛因斯坦的廣義相對論，預測了一個充滿物質和能量的宇宙，一個到處都充滿相同數量的物質，具有相同平均密度和溫度的宇宙，必須要麼膨脹要麼收縮。因為天文學家觀察到明顯的衰退，所以膨脹解釋是唯一的物理解決方案。有一種誤解認為膨脹的宇宙可以敗退外推回一個點，但並不是真的可以。相反宇宙可以外推回具有某些性質有限大小的區域。但隨後必須根據引力理論定律規則進行演化，這必然會導致一個到處都有相似屬性的宇宙。這意味著在任何有限同樣大小的空間區域中，應該看到宇宙的密度相同、宇宙的溫度相同，星系的數量相同等等，還會看到一個似乎隨著時間演化的宇宙。

因為在我們看來，更遙遠的區域應該和過去一樣膨脹較少，經歷了較少的引力吸引和較少的物質聚集量。因為宇宙大爆炸在有限的時間內同時發生在每一個地方，宇宙的局部角落將會看起來是宇宙中最古老部分。從我們的有利位置來看，附近的萬物幾乎和我們一樣古老，但是在遙遠距離上出現的東西更類似於我們附近宇宙在幾十億年前的樣子，存在的遙遠星系不斷地發出光，我們看到的光只是他N年前的模樣。這段旅程通過不斷膨脹的宇宙到達之後我們才到達。試想著如果我們回到過去接近宇宙大爆炸的那一刻，會發現宇宙在年輕的時候是由輻射主導，而不是物質。宇宙必須膨脹和冷卻，使物質在能量方面變得更加重要。

隨著時間的推移，隨著宇宙的膨脹和冷卻，中性原子最終可以穩定的形成，而不會立即被炸開。然而曾經主宰宇宙的輻射仍然存在，並且由於空間的膨脹而繼續冷卻，今天所感知到的宇宙微波背景與宇宙大爆炸留下的餘暉一致，可以從宇宙的任何地方觀察到宇宙不一定有中心。只有偏見的直覺告訴我們應該有一個中心，我們可以對發生宇宙大爆炸區域的大小設定一個下限，這個區域不能小於足球的大小，但沒有上限，宇宙大爆炸發生的空間區域甚至可能是無限的。如果真的有一個中心，可能在任何地方，我們將無法知道。觀察到的宇宙部分不夠大，不足以揭示這些信息，需要看到宇宙的邊緣或者在不同方向出現不同地方觀察到基本的各向異性。

宇宙是從哪裡開始膨脹的，這個問題聽起來很合理。但是一旦你意識到以上所有的事情就會意識到這是一個完全錯誤的問題，「無處不在，一下子」是這個問題的答案，這在很大程度上是因為宇宙大爆炸並不是指空間中的一個特殊位置，而是指時間上的一個特殊時刻。宇宙大爆炸一種影響整個可觀測宇宙的條件，在一個特定的時刻一下子全部影響到。這就是為什麼看著太空中更遠的物體，意味著看到那個物體就像他在遙遠過去那一刻一樣的原因，這就是為什麼所有方向看起來都有相同性質，不管我們往哪裡看都是一樣的，這就是為什麼可以追溯宇宙的歷史。理論和觀察告訴我們仍然有大量東西仍然是未知的。例如不知道整個宇宙的實際大小，但有一個下線，那就是從我們的角度來看，現在宇宙在所有方向的半徑必須至少為461億光年，我們不知道空間結構的形狀是什麼，也不知道他是正彎曲像球體還是完全平坦，像薄片或圓柱體，也不知道宇宙是否會自我彎曲，或者它是否會永遠持續下去。

我們所提到的都是基於天文學家的觀測，從這些信息中可以得出結論，宇宙大小是無限的，宇宙與完美的平坦度一致，但是相反信息可能位於下一個重要的數據位數或者僅僅超出可觀測宇宙的地平線。我們不知道宇宙真實本質的原因是因為可以接觸到的部分非常有限。即使開發出了任意強大的儀器和探測器，但是關於宇宙我們能夠收集到的信息還是有限。非常有道理的是即使我們等待無限的時間，也永遠不會知道宇宙是有限的，還是無限的或者宇宙的幾何形狀是什麼。無論你把太空結構看作是葡萄乾麵包的發酵麵包，還是表面粘有硬幣的膨脹氣球，都必須明白我們所知的宇宙很可能只是實際存在任何東西的一個微小組成部分。宇宙可以是有限的，也可以是無限的。但可以確定的是，宇宙正在膨脹，變得不那麼緻密。

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