星系和大宇宙

星系和大宇宙

宇宙有多大？
这其实是一个非常难回答的问题，可能是人类面临的终极问题之一。目前的科学界能够比较好地讨论的，只能是可观测宇宙。
什么是可观测宇宙？顾名思义，就是我们人类有可能观测到的宇宙。大家都知道，宇宙中信号的传播速度最快是光速，电磁波、引力波等的传播速度都是光速。所以，可观测宇宙，就是自宇宙诞生以来，天体的信号来得及传到我们地球上的宇宙范围。可观测宇宙之外，信号还没有传过来，所以我们无法观测到。
那么，可观测宇宙又是多大呢？很多人可能会直观的想到一个答案——半径约为137亿光年！这是因为，我们已知宇宙的年龄是约137亿年，那么，今天刚刚到达我们的光，当然应该是从距离137亿光年处发出的。
这个想法是有道理的，如果宇宙是静态的，那么这个计算是正确的。但实际情况是，宇宙是在持续膨胀的！一个天体发出的信号走到我们这里经过了137亿年，而在这137亿年里，这个天体因为宇宙的膨胀在不断远离我们，所以，它现在到我们的距离是远大于137亿光年的。
那么，这个距离是多远呢？使用大爆炸宇宙学、相对论的相关理论，科学家计算得出，目前可观测宇宙的半径约为460亿光年，直径约920亿光年，这就是目前人类视野的极限了。

图1.可观测宇宙艺术图（图源：NASA）