科學家發現：地球位於可觀測宇宙正中，這真的只是巧合嗎？

2020-10-18 星辰大海種花家

無論是百度還是維基，我們搜到的宇宙大小都是930億光年，無論從地球的任何方向上觀測，宇宙的半徑大小都是465億光年，地球居然剛好在宇宙的正中！難道冥冥之中，真是上天的安排嗎？

從地心說開始認識宇宙

天圓地方是人類對世界的理解，古代的先賢們通過觀測鬥轉星移得出地球處在宇宙的中心論，而古希臘偉大哲學家亞里斯多德和託勒密則將其發展成了統治了人類思想數千年的"地心說"，從眼見為實的角度來看，地球確實是宇宙的中心，因為整個天空都圍著地球轉動。

但這個完美的理論中存在著一個巨大的漏洞，因為觀測到四大行星居然會逆行，但由於地心說和教會的上帝創造宇宙理論非常貼合，所以即使有錯也依舊流行了一千多年，一直到哥白尼的發現而提出了日心說，此後行星運動定律的發現，還有望遠鏡的發明，都間接或者直接的證明哥白尼太陽中心理論的正確性！

但隨著天文學家對銀河系認識的加深，發現太陽系不過是銀河系中數千億個恆星系中的一個，而且讓人大跌眼鏡的是太陽系並非在銀河系的中心，只是在距離銀心大約2.6萬光年處的獵戶座懸臂邊緣，假如將整個北京城比作銀河系的話，那麼地球所處的位置至少也是三環以外了！

宇宙那麼大，都不知道有幾億環，三環算得了什麼？但據此認為地球還算中心的話，那就大錯特錯了，1965年宇宙微波背景輻射發現，使得在大尺度下測量星系的運動成了可能，1977年美國勞倫斯伯克萊國家實驗室的喬治·斯穆特等人利用宇宙微波背景輻射有沒有偶極異向性來測量銀河系的運動，結果發現銀河系的運動速度約為600千米/秒！

而它的運動方向則是1988年天文學界發現的一個銀河系臨近400多個橢圓星系的引力中心、距離銀河系約2.5億光年的巨引源，但這個位置在被銀心附近大量恆星和塵埃遮擋，天文學界一直搞不清楚這個位置為什麼具有如此強大的引力！不過你也無需擔心銀河系有一天會掉進這個巨引源，由於宇宙膨脹，巨引源遠離銀河系的速度高達4000多千米/秒！

紅圈處即為巨引源

宇宙有多大？它到底有沒有中心？

這個問題一直以來都是天文學家想知道的，但一直到1920年代為止，我們的認識僅僅局限在銀河系內，直到哈勃通過造父變星的光變規律測定出了仙女星系至少遠達110萬光年，使得天文學家突然發現好多看起來在銀河系內的星雲好多都是更遙遠的星系，但想要通過測量星系的距離來獲得宇宙的大小，顯然是徒勞的，因為有遠的還有更遠的，達到瞭望遠鏡觀測極限，還需要更大的望遠鏡！無窮無盡，所以必須要有理論突破！

宇宙大爆炸論揭示的宇宙

上文中我們提及了宇宙微波背景輻射，這是勒梅特的大爆炸論的現實證據，除此以外，還有兩個證據比如宇宙膨脹已經被勒梅特和弗裡德曼通過推導愛因斯坦的引力場方程得到，而哈勃則通過觀測證實了宇宙確實在膨脹中，而且越遠的星系退行速度則越快！

此後對於宇宙誕生時的原初物質比例分布與大爆炸後的太初核聚變反應，也指向了宇宙在很久以前可能發生過一場難以想像的大爆炸，此後的微波背景輻射發現則讓這個理論走向了實錘！通過觀測宇宙微波背景輻射，再加上宇宙膨脹的速率，推算出宇宙的大小大約930億光年，但光學可觀測宇宙並沒那麼大，因為宇宙微波背景輻射是光學觀測極限，更深入的發現要到中微子和引力波探測技術才能直達大爆炸的核心。

越過微波背景輻射的大爆炸核心，就是全部的宇宙了嗎？

到現在為止的技術，宇宙微波背景輻射內的宇宙就是我們看到的所有，但天文學家顯然不滿足遇於此，因為之外的世界就是大爆炸後到38萬年宇宙膨脹的距離，是可以計算出來的，但宇宙真的就只有這麼大嗎？

如何測量宇宙的大小

直接測量顯然是不可能的，測量空間曲率，不同的曲率下宇宙形狀可能是一個封閉的球體，即使再大它也有一個有限的空間大小，也有可能是雙曲的無限空間，還有可能是一個平坦的無限空間！為什麼宇宙的形狀可以用這個參數來定義呢？

天文學家提出這幾個模型是有理由的，1916年愛因斯坦廣義相對論引力場公式發布後，1917年就被應用在了宇宙學上，其中上文提到的蘇聯物理學家弗裡德曼勒梅特的早期推導，H.P.羅伯遜和沃爾克分別於1935年和1936年證明的弗裡德曼-勒梅特-羅伯遜-沃爾克度規，就從廣相引力場公式中推導出了宇宙的幾種形狀，其中有一個決定宇宙形狀的關鍵參數空間曲率K，它的取值決定了宇宙的形狀！

弗裡德曼-勒梅特-羅伯遜-沃爾克度規

空間曲率不好測量，因此天文學家用宇宙平均密度和臨界密度相比來代替這個參數，它也可以輔助弗裡德曼方程中推導出來的宇宙到底膨脹還是靜態、以及坍縮，因為弗裡德曼方程中的宇宙在絕大部分條件下是膨脹的，而現代宇宙仍然在膨脹中！

而根據多個探測器對宇宙微波背景輻射觀測以及計算的結果，宇宙的臨界密度幾乎就和平均密度相等，宇宙在大尺度上是平坦的，這意味著宇宙在空間比例上是無限的！這直接打破我們的認知，從可觀測宇宙930億光年看來已經大得超過我們的想像了，但天文學家的測量結果直接毀了三觀！

為什麼看起來我們會在宇宙的中心？

簡單的說，我們所觀測到的宇宙很有可能就是某個角落，比如說處在一個撒哈拉大沙漠之中，目力所及都是漫漫黃沙，那麼請問我們能發現自己處在沙漠的邊緣還是中心呢？就像人類認識地球一樣，在地球上無邊無際的平坦地面，但到了太空，發現平坦的大地不過是一個球體！

觀測技術的極限給了我們一個錯覺，認為我們正處在宇宙的中心，但非常可惜，所謂的宇宙中心只是井蛙之識而已！

相關焦點

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  • 平行宇宙被發現了？NASA發現了平行宇宙的存在，這是真的嗎？
    其實呢，平行宇宙的提出是因為在20世紀50年代，有物理學家在觀察量子的時候，發現每次觀察的量子狀態都不相同。而由於宇宙空間的所有物質都是由量子組成，所以這些科學家推測既然每個量子都有不同的狀態，那麼宇宙也有可能並不只是一個，而是由多個類似的宇宙組成。
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  • 地球上為何這麼多巧合？難道地球是一個實驗室？科學家拿出證據
    現在就是長大以後，我並沒有成為科學家。但是這沒有阻止我對宇宙的嚮往與好奇，我忍不住在想，宇宙裡到底有什麼？ 宇宙有邊界嗎？宇宙的邊界到底是什麼樣子？宇宙外面還有什麼存在嗎？ 自從人類有能力進入太空以後，就越發的絕望，因為我們發現宇宙是這麼的浩瀚，以我們目前的科技基礎來看，想探尋到宇宙的邊界，那是不可能的。目前宇宙可觀測到的直徑大約是900億光年左右，是什麼概念呢？一束光從宇宙的一邊到另一邊，需要900億年。
  • 日本科學家稱:可觀測宇宙中,地球或是唯一擁有生命的自然天體
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  • 我們常說可觀測宇宙這個概念,那麼地球是可觀測宇宙的中心嗎?
    從古代藉助肉眼觀察星空，到近代發明望遠鏡看到更遠處的天體，再到通過光譜紅移知道了宇宙膨脹的事實，最終我們得出了可觀測宇宙的概念，從這個過程我們可以看出，「可觀測」這個詞是以人類的視角出發的，我們看不到的地方或者接收不到信息的地方，則不在可觀測的範圍之內。而我們人類的觀點，基本上都是以地球為承載中心展開的，因此從這個角度出發，可觀測宇宙的中心自然而然的是地球無疑。
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  • 地球在太陽系的「完美」是巧合?非也!其中或暗藏著多重宇宙的概念!
    但批評者認為多重宇宙只是對我們不了解的事物的取巧解釋，包括我們宇宙的極小暗能量值（小到小數點後面有122個0，然後是1）和弦論指出的大量額外維度可能形狀（九個維度），這類推論的問題是解釋不了暗能量為何是那個樣子，只說那是機緣巧合，這無法說服所有人。然而多重宇宙的支持者指出，對於事物運作的更好或更深入解釋有時就是不存在。
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    與愛因斯坦撞日，這只是巧合嗎？在我們生活的世界上發生了很多巧合，就連科學家也沒有辦法作出合理的解釋。相信很多人對霍金並不陌生，他是因為英國的科學家，這一生在物理學上乃至整個科學界都有非常傑出的貢獻。他的一生有兩個非常傑出的著作，一個就是奇點定理，另一個便是他的霍金輻射。
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