我們已知的宇宙中心到底在哪裡?

仰望晴朗的夜空,你會看到各個方向的星星。感覺就好像你是宇宙的中心。但是真正的宇宙中心在哪裡?

我們已知的宇宙中心到底在哪裡?

事實上,宇宙沒有中心。自從137億年前宇宙大爆炸以來,宇宙一直在膨脹。爆炸從一箇中心點炸開。宇宙的開端非常緊湊和微小。宇宙炸開後宇宙中的每一個點都同樣地膨脹,直到今天。所以如果沒有原點,宇宙就沒有中心。

我們已知的宇宙中心到底在哪裡?

一種思考方法是想象一個二維的螞蟻,它生活在一個完美的球形氣球的表面。從螞蟻的角度來看,表面上到處都是一樣的。球體表面沒有中心,也沒有邊緣。

如果你給氣球充氣,螞蟻會看到它的二維宇宙膨脹。在表面畫的小點,它們會相互遠離,就像我們真實宇宙中的星系一樣。

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對於這個二維宇宙中的螞蟻,任何與氣球表面垂直延伸的三維空間——比如氣球的中心,都沒有物理意義。

它只知道可以向前和向後。俄亥俄州立大學的天體物理學家Barbara Ryden說。“但它沒有上上下下的概念。”

我們已知的宇宙中心到底在哪裡?

我們的宇宙是二維氣球宇宙的三維版本。但是與氣球的類比,它的表面積是有限的,代表了一個有限的宇宙,這是宇宙學家們還不能確定的問題。由於宇宙大爆炸以來光的傳播距離有限,宇宙學家的觀測只能有限地觀測宇宙,但整個宇宙則可能是無限的。

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如果是這樣的話,那麼你可以用一個扁平的、膨脹的橡皮布來代替氣球。如果你想想象一個三維的宇宙,像一個無限的葡萄乾麵包在不斷地膨脹。在這種情況下,葡萄乾代表了相互遠離的星系。如果宇宙是無限的,它就沒有中心。

宇宙是平坦的還是彎曲的,取決於宇宙中的質量和能量總量。如果宇宙的質量和能量密度正好在所謂的臨界密度上,那麼宇宙就會像一張紙一樣平,以穩定的速度膨脹。

我們已知的宇宙中心到底在哪裡?

但是如果密度更高,宇宙就會像氣球一樣彎曲。密度增加所帶來的額外引力會減緩宇宙膨脹,最終導致這種增長停滯。

與此同時,在小於臨界密度的情況下,宇宙膨脹將會加速。在這種情況下,宇宙會有負曲率,形狀有點像馬鞍。然而,它仍然是無限的,因此沒有一箇中心。

我們已知的宇宙中心到底在哪裡?

到目前為止,理論上的想法和觀察——比如宇宙微波背景輻射,大爆炸後的餘輝——指向了一個非常平坦的宇宙。但是宇宙學家仍然不能確定宇宙是否真的是平坦的,或者如果曲率是如此之大,宇宙只會看起來是平的——就像地球表面是平的一樣。

我們已知的宇宙中心到底在哪裡?

宇宙沒有中心,觀察星系群分佈的,宇宙微波背景揭示了同樣宇宙,當你把它縮小到足夠遠的時候,到處都是一樣的。

我們已知的宇宙中心到底在哪裡?

縱觀歷史,人類曾錯誤地認為我們是在宇宙的中心或靠近宇宙的中心——無論是那個中心---地球,太陽,甚至是銀河系。但不管我們人類認為自己有多特別,宇宙迄今為止都表現出了不同的樣子。


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