宇宙到底到底是什麼樣，有多大，從古至今都是讓很多學者很糾結的問題。最早的時候，人們對於宇宙的觀念大概是這樣的，

地球是宇宙的中心，而宇宙是永恆的，宇宙的大小就是天球的大小。

而在我們國家戰國時期的著作《屍子》就記載著：

上下四方曰宇，往古來今曰宙。

而古希臘時代，尤其是畢達哥拉斯及之後的時代，所適用的“宇宙”的詞語，本意就是“一切物質和空間”。

哥白尼革命

對於宇宙的理解，發生第一次的躍遷來自於哥白尼的日心說，但這並不夠準確，因為哥白尼只是在學術圈有一定的影響，真正扭轉人們對宇宙理論的人應該是哥白尼、伽利略、開普勒。

• 哥白尼提出了日心說，但精度並不比地球說好。
• 伽利略通過望遠鏡觀測發現：並不是所有的天體都繞著地球轉，木星就有自己的衛星。可以說是對地心說是一種釜底抽薪。同時他提出的慣性定律解決了“地球自轉，而人跳起來還能落回原地”的問題
• 開普勒提出開普勒三大定律，徹底解決了日心說的精度問題。

也就是說，從開普勒開始，地心說宣告了死亡。後來人也把這個過程稱為：哥白尼革命。這時候的宇宙中心不再是地球，但人類對於宇宙的大小還毫無頭緒。（或者我們說，這時的學者們還認為宇宙是永恆的。）

牛頓的糾結

開普勒並不是解決了所有的問題，開普勒在其老師第谷的“大數據”中發現了行星運動的軌道其實是橢圓的。

但開普勒也搞不清楚為什麼軌道會是橢圓。這個問題也成為了開普勒之後的學者們重點思考的問題。最終，牛頓力壓眾多學者，提出了萬有引力定律，解釋了軌道為什麼是橢圓的問題。牛頓力學在後來幾位數學家的深化之後，成為了人類科學史上第一座高峰。利用這個理論可以解決很多問題，科學家甚至可以直接用筆計算預言海王星的存在。

但是，在牛頓時期，有個問題一直困擾著牛頓，這個問題其實和萬有引力定律有關。我們都知道，物質之間是體現出引力的，那就會出現一個問題，如果宇宙有限大，那麼宇宙終將在引力的作用下往中心聚攏，最後縮成一個點。而我們也知道，宇宙並沒有這樣。這讓牛頓很糾結，使得他不得不假設宇宙是無限大的，處處都是中心，使得處處的引力都處於平衡狀態，這樣能避免這樣的事情發生。

但是，沒多久，就有人實力打臉牛頓，這個人叫做奧伯斯。他認為如果宇宙是無限大的，那意味著宇宙中有無限多的恆星，也就是說，宇宙中將會有無限多的光源，而這些光照射到地球上，就會使得地球晚上也像白天那樣亮。但實際上，夜空還是黑暗的，因此，宇宙應該是有限大的。

當然，奧伯斯的時代對於“光速”，“宇宙的實際狀態”都一無所知，因此，現在我們也管這個看法稱為

奧伯斯佯謬。

愛因斯坦開啟的潘多拉盒子

時間一晃來到20世紀初，這是大師輩出的時代，20世紀初期相繼出現了兩場物理學改革，分別是量子力學和相對論。

其中愛因斯坦幾乎以一人之力提出了相對論，我們現在知道，相對論總體上可以分為兩大部分，分別是狹義相對論和廣義相對論。其中，愛因斯坦在研究廣義相對論時，得到了一個引力場方程。愛因斯坦發現，這個方程預示著一個膨脹的宇宙。這和長期以來“宇宙是永恆的觀念”是矛盾的。於是，愛因斯坦在這個引力場方程中加入了一個宇宙學常數，使宇宙稱為靜態的宇宙，以此滿足自己的觀念。

但是有些人看不慣愛因斯坦這樣的做法，勒梅特就提出了不同的意見，他認為宇宙有個炙熱的奇點。隔年，哈勃發表了一篇論文，在這篇文章中，哈勃講述了他發現了星系的紅移。所謂紅移，實際上是星系正在遠離我們。

基於哈勃的發現，科學家們提出，並不是星系在運動，而是宇宙正在發生膨脹。這個膨脹應該這樣去理解，是宇宙整體各個部分在膨脹。舉個例子，如果用氣球來代表宇宙，而氣球上有很多小點，每個點都代表星系，宇宙膨脹就類似於把氣球吹大。

所以，從大尺度上看（10^8光年的尺度上），星系都在遠離我們，而不是有一些有些在靠近，有些在遠離。不僅如此，離我們越遠的星系，遠離我們的速度越快。

哈勃的發現也徹底反駁了愛因斯坦“宇宙是永恆的”觀點。

那這和宇宙大小有什麼關係呢？

從上文我們也提到了，“宇宙”這個詞彙代表著一個集合，其中包含著時間、空間、能量和物質等。也就是說，我們要問“宇宙到底有多大”其實是不能脫離時間軸的，因為宇宙已經不再是一個永恆的宇宙了，而是一個動態的宇宙。所以，我們要用一個發展的眼光看宇宙。那具體是咋回事呢？

宇宙學

在上世紀的40,50年代，一批批物理學投身到這個領域當中，並且給出了一個模型。這個模型是基於宇宙大爆炸理論建立起來的。科學家發現，宇宙中存在這兩種“力”的角逐，一個是可見物質和暗物質主導的“引力”，以及暗能量主導的“斥力”。

這兩個力從宇宙誕生之初就開始纏鬥，在138億年前，宇宙起源於一次大爆炸。

在這之後，宇宙空間發生了一次劇烈的膨脹，遠遠小於1秒的時間內，宇宙膨脹到了原來的10^30次倍。不過，此時的宇宙還是可見物質和暗物質主動的宇宙，因此，宇宙開始進入到了減速膨脹的狀態。而暗能量實際上和宇宙自身的大小有關，因此也被稱為真空能量。在距今45億年前左右，宇宙中的暗能量開始佔據主導，宇宙從原本的減速膨脹轉向了加速膨脹。

因此，用發展的眼光來看，宇宙的大小其實和宇宙自身是膨脹還是收縮有關。科學家找到了另外一個參數衡量宇宙的狀態。這個參數就是宇宙實際密度與宇宙臨界密度的比值。這裡解釋一下，所謂的宇宙臨界密度是指宇宙處於靜止或者緩慢膨脹的狀態所對應的密度。這個密度特別小，比我們現在在地球上能做到的真空還要空，大概是一平方米只有一個氫原子的水平。如果實際密度大於臨界密度，那宇宙未來會收縮到一個點，如果實際密度小於臨界密度，那就預示著宇宙未來將會持續膨脹。

那實際的結果如何呢？

按照目前的觀測來看，宇宙的實際密度是略小於臨界密度的，也就是說，按照目前的觀測結果來看，宇宙未來將會一直持續膨脹下去。

現在宇宙有多大呢？

科學家在思考這個問題的時候，他們想到的是研究宇宙的實際形狀，宇宙的空間大概有以下三種可能。

前兩者是馬鞍形和平坦的宇宙，這兩種形狀預示著宇宙是無限大，而第三種其實是一個封閉的宇宙，也就是有限大的。

而通過觀測，目前在千分之六的精度上，宇宙在大尺度上是不彎曲的，是平坦的，也就是第二週，也就是說，宇宙是無限大的。所以，無論是從未來，還是從當下來看，宇宙都將會是無限大。

所以，這也就會出現了一個問題，一個無限大的宇宙如何膨脹？

其實關於這個問題，目前還存在著很多爭議，在這裡就不過多闡述。關於“宇宙到底是什麼樣的”，我們就說到這裡。