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宇宙有多大

來源:網絡 2009-07-02 13:54:19

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  在18 世紀人們的眼里,宇宙還只是太陽系。隨著科學技術的發展,人們認識到:太陽也只是天空中數以萬計的恒星中的一顆。于是,人們心目中的宇宙開始逐漸擴展到了銀河系。近代,人們的認識范圍逐漸擴大,人們心目中的宇宙已不再是銀河系。人類已經認識到:在銀河系以外,還有許多河外星系的存在。十幾個或幾十個星系一起組成星系群。成百上千個星系則組成更高一級的星系組織—星系團。北冕星座是有一個包含著400 個星系的星系團,離我們更遠,光從那里照射到我們地球,需要整整7 億年之久。這樣的一個個星系團共同組成了我們的總星系。人們都說“宇宙廣闊無垠”,那么,宇宙究竟有多大呢?

  牛頓的“箱子宇宙”

  從哲學角度上說,宇宙不光在空間上是無限的,在時間上也是無限的。“天地四方曰宇,古往今來曰宙”。正因為宇宙在時間上和空間上的無限,才使得宇宙能夠作為一個統一的整體而存在。德國大哲學家康德曾提出著名的時空悖論,強調人們關于宇宙有限與無限的理解必然存在著矛盾。古典力學創立者牛頓設想:宇宙像一個無邊界的大箱子,無數恒星均勻地分布在這個既無限又空虛的箱子里,靠萬有引力聯系著。他的觀點引出了有名的“光度怪論”(即 “奧爾伯斯佯謬”):如果宇宙真是無限的,恒星又是均勻地分布著,那么夜晚的天空將會變得無限明亮!

  愛因斯坦的“有限宇宙球”

  相對論大師愛因斯坦,于1917 年提出了有限宇宙的模型,“把宇宙看作是一個在空間尺度方面有限閉合的連續區”,并從宇宙物質均勻分布的前提出發,在數學上建立一個前所未有的“無界而有限”、“有限而閉合”的 “四維連續體”,即一個封閉的宇宙。根據愛因斯坦提供的“宇宙球” 模型推想,在宇宙任意一點上發出的光,都將會沿著時空曲面在100 億年后返回它的出發點。人類目前的認識,實際上是把宇宙作為在時間上有起點,在空間上有限度的想像模型來對待的。

  宇宙到底是什么樣子

  宇宙到底是什么樣子?英國物理學家斯蒂芬·霍金的觀點比較讓人容易接受:宇宙有限而無界,只不過比地球多了幾維。比如,我們的地球就是有限而無界的。在地球上,無論從南極走到北極,還是從北極走到南極,你始終不可能找到地球的邊界,但你不能由此認為地球是無限的。實際上,我們都知道地球是有限的。地球如此,宇宙亦是如此。怎么理解宇宙比地球多了幾維呢?舉例來說:一個小球沿地面滾動并掉進一個小洞中。在我們看來,小球是存在的,它還在洞里面,而對于一個假設的“二維”世界的動物來說,它得出的結論就會是:小球已經不存在了!它消失了。為什么會得出這樣的結論呢?因為它生活在“二維”世界里,對“三維”世界是無法清楚認識的。同樣的道理,我們人類生活在“三維”世界里,對于比我們多幾維的宇宙,也是很難理解清楚的。

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