俗话说:“上下四方叫宇宙,过去和现在叫宇宙。 这句话表达了宇宙的意思,即宇宙包含了所有的空间和时间。 既然有一个宇宙作为一个整体的概念,我们想知道宇宙在空间上有多大,在时间上有多长。
利用各种天文望远镜接收到的各种波段的观测数据,现代宇宙学得出结论,宇宙的半径为465亿光年,宇宙已经存在了138亿年。 那么,138亿年前的时间是什么? 465亿光年之外的空间是什么?
在20世纪20年代,天文学家哈勃观测了宇宙中的一系列星系,并测量了这些星系的光谱。 光的传播也遵循多普勒效应,当光源向我们的方向移动时,其光谱向较短波长的方向移动,即蓝移,并且移动越大,速度越快。 红移意味着光源正在远离我们。
结果发现,除了银河系附近的一些星系外,所有星系的光谱都是红移的,这意味着只有银河系附近的一些星系靠近银河系,而其他大多数星系都在远离银河系。
同时,哈勃还测量了星系的距离,结果结合光谱更是令人惊讶:星系的红移与距离成正比,也就是说,它们远离的速度与距离成正比。 星系离银河系越远,它们离光速越近。
对这种奇特现象的唯一解释是空间正在膨胀。 在整个宇宙中,空间在向外膨胀,而空间本身也在不断地向外生长。 由于空间在膨胀,星系离得越远,它们之间的空间每单位时间膨胀得越多,导致星系彼此分离的速度越快。
由于空间本身在不断增长,因此空间是由小到大的。 如果把时间倒流到某个时间点,空间就会收缩到无穷小的点,物理学家称之为“奇点”,它被认为是宇宙的空间起源,也是时间的起源。
根据宇宙理论,宇宙的时间起点是138亿年前,宇宙从无穷小的奇点膨胀而来。 那么,在这个起点之前是否还有时间,目前还不清楚。
一些物理学家认为,谈论138亿年之前的时间是没有意义的,因为宇宙根本不存在,没有时间的概念,没有空间的概念,一切都是虚无。 这就像谈论北极以北和南极以南的方向一样。
但一些物理学家认为,138亿年前可能是另一个宇宙。 宇宙正在膨胀,但神秘暗物质的引力将把一切聚集在一起。 如果宇宙中有足够的物质和暗物质,并且它们产生的引力足够强,它最终可以阻止宇宙膨胀,导致宇宙转动和坍缩,空间变得越来越小,直到有一天它坍缩回奇点。
宇宙可能处于奇点-大**-膨胀-坍缩-奇点,等等。 如果是这样,那么,在138亿年前,就有了以前的宇宙。
目前,宇宙的半径为465亿光年,实际上是一个以地球为中心的可观测宇宙。 然而,这与“地心说”不同,地球不是宇宙的中心。 因为宇宙目前正在快速膨胀,只要星系离得足够远,它们相对于地球的回归速度就会超过光速,所以我们能看到的与宇宙的距离是有限的。
在465亿光年之外,有一个我们不知道的不可观测的宇宙,那里有星系、恒星、行星,甚至还有生命和文明。 但是由于光速,而且宇宙如此之大,我们无法看到那么远。
据推测,不可观测宇宙的范围可能是数十万亿光年。 当然,也有可能是无限的。 而在整个宇宙之外,可能还有更多未知的领域,比如无数的平行宇宙。 俗话说,“只有天地无边”。