❝ 本期开始，1:4:9除了进行类似以往的科幻名著的解读外，还将会有一些列的天文科普内容。从三个维度上可以了解现代天文学对宇宙的认识到了哪个程度，这三个维度分别是空间，时间以及生命。 本期推文，我先从空间维度来介绍目前人来对于宇宙的认识。 第一个必须要回答的问题，宇宙空间到底有多大？ 这个问题让我来回答的话，答案很简单：不知道。  不仅仅是我不知道，爱因斯坦不知道，霍金不知道，现代的任何一个天文学家也不知道。因为到目前为止，没有一个观测数据，也没有任何一个模型可以告诉我们宇宙的范围和边界在哪里。 为什么这样说，因为首先一宇宙真的很大。二也是最关键的 我们的观测能力有限，而且这个有限不是暂时而是永远。也就说是物理规律本身限制了我们可能永远也不会知道宇宙的空间有多大这个问题的真实答案。 我们一个一个来讲： 首先说一个数字，300亿光年，这是目前人类所能看到的最远的天体。这个数字至少让我们知道了一个下限，就是宇宙的尺度肯定是超过300亿光年的，但是上限是多少和这个完全没有关系。 让我们意识到宇宙非常大的其实是另外一个现象：各向同性。就是说我们以地球为中心，不管我们朝向宇宙的哪个方向去观测，物质的总量都差不多。2003年，哈勃望远镜对着天空中最暗的区域连续曝光100多天，在一个非常小的区域里面，拍下了1万多个星系。  从地球往各个方向看都一样，说明了什么呢？地球是宇宙的中心吗？我们知道当然不可能，地球不是太阳的中心，太阳也不是银河系的中心。地球更不可能是宇宙的中心了。那只有一个可能了，假如宇宙是一个西瓜，地球在一个西瓜子上面，即使这个西瓜子是在西瓜的边缘部分，看四面八方也都是一样的。各向同性更说明了宇宙的尺度远远大于目前人类所能观测到的尺度。 回到我们的观测能力上，目前人类最遥远的光，来自于460亿光年，在这个距离上，我们接受到了宇宙微波背景辐射，这是宇宙大爆炸的余晖，是宇宙诞生后第一次释放出来的光。这是我们目前能看到的最远的地方，这不是因为我们的能力达不到，而是因为更远的光到现在还没有传到地球呢。  其实如果算上引力波，人类目前可以观测到的最远范围是465亿光年，请记住这个数字，465亿光年我们叫做可观测宇宙。 到这里是不是就是宇宙空间有多大这个问题的结局了呢？不是的。因为我们的宇宙在膨胀，而且距离我们越远的天体离开我们的速度就越快，天文学里把这个叫做退行速度。 这里有一个非常有意思的观点，大家可以特别关注下，退行速度不是天体的运动速度，而是空间本身的速度，这个速度是可以超越光速的，这个速度是可以超越光速的。到此为止，几乎就是终点了。 为什么？如果有一个星球，距离我们非常远，它的退行速度比光速还要快，那么他传出来的光，不管再过多少年，就是到天荒地老也不可能传到地球了。这个边界，叫做表观世界，经过计算是620亿光年，超过这个距离，退行速度将会超过光速。  不论现在还是未来，我们人类认知的宇宙永远不可能超过这个范围了。 宇宙如此，生活也是如此，很多很多问题我们不可能知道答案，当我们知道问题的边界的时候，其实也是一种答案。 |
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