宇宙的奧祕—宇宙大小之謎

宇宙中有數以億計的天體,這些天體都是十分巧妙而有規律地相互組合的,大多數的星體構成星系,比如我們的太陽系就是。星系再構成銀河系,宇宙中至少有10萬個大大小小的銀河系。

宇宙空間是十分廣闊的,光在一秒鐘內可走30萬千米,單是我們地球所在的銀河系,跨幅的闊度就有10萬光年。宇宙中有10萬個銀河系,那麼,宇宙究竟又有多大呢?宇宙是有限的,還是無限的?它到底有沒有盡頭呢?宇宙的奧秘—宇宙大小之謎

中國古代很早就有一些天文學家認為宇宙是無限的。屍佼在《屍子》一書中說:“天地四方曰宇,往古來今曰宙。”他把空間和時間聯繫起來思考,從而模糊地表示了宇宙在空間上和時間上無限的思想。《列子》一書的作者認為,大地僅僅是宇宙間一種很小的東西,而不是宇宙的中心;“上下八方”都是“無限無盡”的而不是“有極有盡”的。唐代著名的哲學家柳宗元曾在《天對》中說過,宇宙“無中無旁”,即沒有中心也沒有邊界。

大約在公元140年,古希臘著名天文學家托勒密在總結前人天文學說的基礎上,提出了“地心說”,認為地球是宇宙的中心,太陽、月球、行星和恆星都圍繞地球轉動。在後來的1 000多年中,托勒密的地球中心說一直在歐洲佔統治地位。到16世紀,波蘭天文學家哥白尼經過40多年的辛勤研究,於1543年提出了“日心說”,認為太陽是宇宙的中心,地球和其他行星都圍繞太陽轉動。他把宇宙的中心從地球搬到了太陽,把人類居住的地球降低到了普通的行星地位,從而開始把自然科學從神學中解放出來,並且動搖了神權對於人類的統治。但是,由於受當時生產力水平和實踐條件的限制,哥白尼和托勒密一樣,都把宇宙侷限在很小的範圍內,錯誤地認為太陽系就是全部宇宙,把宇宙看成是有限的,即有邊界的。

宇宙的奧秘—宇宙大小之謎

1584年,意大利哲學家布魯諾在倫敦出版了《論無限宇宙和世界》一書,十分明確地提出了宇宙無限的理論。他指出:“宇宙是無限大的,其中的各個世界是無數的。”他認為,在任何一個方向上,都展開著無窮無盡的空間,任何一種形狀的天空都是不存在的,任何的宇宙中心都是不存在的。所有的恆星都是巨大的球體,就像太陽一樣。他把太陽從宇宙的中心天體降為一個普通的恆星。

20世紀後,愛因斯坦提出了廣義相對論。他所提出的宇宙模型是一個“有限無邊”的體系。所謂有限,指的是空間、體積有限;所謂無邊,指的是這個三維空間並不是一個更大的三維空間中的一部分,它已經包括了全部空間。宇宙的奧秘—宇宙大小之謎

我們可以這樣來理解愛因斯坦的理論:假如有一隻小螞蟻在一個大球上爬行,這個球本身是有限的,但球面根本沒有邊界,所以對於螞蟻來說又是無限的。而我們人類就和這隻螞蟻一樣,生活在這樣一個有限而無邊的宇宙中。

在愛因斯坦之後,天文學家又提出了新的宇宙模型學說,認為宇宙的空間尺度隨著時間一直在不斷增大,也就是說,宇宙從誕生至今,每時每刻都在膨脹,一直沒有停止過。宇宙的奧秘—宇宙大小之謎

既然宇宙處在不斷膨脹的運動中,那麼它的邊界每時每刻都應該有具體的位置,從這個意義上說,宇宙應該是有限的。然而,宇宙的邊界又在不斷地向外擴展,科學家們還無法推算出它最終將膨脹到什麼程度,會不會永遠膨脹下去。從這個意義上講,宇宙又是無限的。

總之,目前人們對宇宙大小的種種說法,多數是一種猜測,還沒有完全被天文實踐所證明。宇宙到底有多大,是有限的還是無限的,至今還是一個謎,還有待於航天技術的發展和天文學家的進一步研究探索來加以證明。


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