隨著科學技術的進步,人類已經知道了地球的大小。通過現代技術測量,人類發現地球直徑12000公裡,周長40000公裡,地表面積5.1億平方公裡,其中陸地面積1.5億平方公裡,佔21%,海洋面積3.6億平方公裡,人類不僅測量過地球的大小,我們還知道太陽系的大小是2光年(包括奧爾特星雲),銀河系的直徑是10萬光年,銀河系至少有1000億恆星。現在我們已經知道了地球、太陽系和銀河系的大小,但是我們無法測量宇宙的真實大小,因為宇宙太大了,我們甚至認為宇宙幾乎是無限的。
銀河系直徑為10萬光年
雖然我們無法測量宇宙的實際大小,但我們仍然給出了一個可觀測的大小。所謂可觀測宇宙是以空間望遠鏡發出的最遠恆星光的距離為半徑計算的宇宙面積。根據計算結果,我們發現可觀測宇宙的半徑為465億光年,直徑為930億光年。很多網民看到這一點,很難理解宇宙誕生於138億年前。宇宙只存在了138億年。可以說恆星(以光速飛行)發出的光小於或等於138億光年,但是科學家測量到可觀測宇宙的半徑為465億光年,是宇宙年齡的兩倍多。這是矛盾嗎?
宇宙分為不可觀測和可觀測兩部分
事實上,這並不矛盾。我們知道宇宙誕生於大爆炸138億年前,自大爆炸以來一直在膨脹。即使在今天,宇宙仍在繼續膨脹,並以超光速膨脹。由於宇宙在膨脹,恆星的飛行距離比靜止的宇宙要長得多。如果宇宙在爆炸後仍然存在,那麼理論上恆星都集中在一個半徑為138億光年的宇宙中。然而,由於宇宙正以超光速膨脹,因此恆星的飛行距離遠遠超過138億光年。如何理解這一點?
宇宙膨脹圖
就像站在運行的自動扶梯上。如果自動扶梯停了,你走10步的實際距離是10米(每步1米),但如果自動扶梯在運行呢?所以你在自動扶梯上走的10步之和=你走的10步+自動扶梯帶你走的距離。你走10米需要10秒,自動扶梯需要1秒。那麼你實際走的距離是20米。宇宙中的恆星是相同的。宇宙的膨脹把恆星推了很長一段距離。這個距離加上恆星的實際飛行距離,即恆星飛行的實際總距離。既然如此,人類所觀測到的恆星的實際距離大於理論上138億光年的距離是正常的結果。
宇宙膨脹圖
宇宙以超光速膨脹
可觀測宇宙的半徑為465億光年。如果我們加上宇宙中不可觀測的部分,宇宙的實際大小是多少?利用現有的理論知識計算不同的結果,有人得出整個宇宙(包括可觀測和不可觀測部分)的大小為2600億光年的結論,也有人得出宇宙不可觀測部分的直徑為23萬億光年的結論,遠遠超出人們的想像。這個結果對人類來說幾乎是無限的,但不管是哪一個答案,我們都無法做任何實際的驗證,因為我們目前的技術相對洛歐,所以要解開宇宙實際大小的終極奧秘還需要很長時間。