宇宙到底有多大?我们人类可以走到宇宙的边缘吗?

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【时空起源】
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有些人认为,时间和空间不是永恒的,而是从没有时间和没有空间的状态产生的。根据现有的物理理论,在小于10-43秒和10-33厘米的范围内,就没有一个“钟”和一把“尺子”能加以测量,因此时间和空间概念失效了,是一个没有时间和空间的物理世界。这种观点提出已知的时空形式有其适用的界限是完全正确的。正像历史上的牛顿时空观发展到相对论时空观那样,今天随着科学实践的发展也必然要求建立新的时空观。由于在大爆炸后10-43秒以内,广义相对论失效,必须考虑引力的量子效应,因此有些人试图通过时空的量子化的途径来探讨已知的时空形式的起源。这些工作都是有益的,但我们决不能因为人类时空观念的发展或者在现有的科学技术水平上无法度量新的时空形式,而否定作为物质存在形式的时间、空间的客观存在。

人和宇宙 从本世纪60年代开始,由于人择原理的提出和讨论,出现了人类存在和宇宙产生的关系问题。人择原理认为 ,可能存在许多具有不同物理参数和初始条件的宇宙,但只有物理参数和初始条件取特定值的宇宙才能演化出人类,因此我们只能看到一种允许人类存在的宇宙。人择原理用人类的存在去约束过去可能有的初始条件和物理定律,减少它们的任意性,使一些宇宙学现象得到解释,这在科学方法论上有一定的意义。但有人提出,宇宙的产生依赖于作为观测者的人类的存在。这种观点值得商榷。现在根据暴涨模型,那些被传统大爆炸模型作为初始条件的状态,有可能从极早期宇宙的演化中产生出来,而且宇宙的演化几乎变得与初始条件的一些细节无关。这样就使上述那种利用初始条件的困难来否定宇宙客观实在性的观点失去了基础。但有些人认为,由于暴涨引起的巨大距离尺度,使得从整体上去观测宇宙的结构成为不可能。这种担心有其理由,但如果暴涨模型正确的话,随着科学实践的发展,一定有可能突破人类认识上的困难。

【宇宙物质多样性】
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太阳系天体中,水星、金星表面温度约达700K,金星表面笼罩着浓密的二氧化碳大气和硫酸云雾,气压约50个大气压,水星、火星表面大气却极其稀薄,水星的大气压甚至小于2×10-9毫巴;类地行星(水星、金星、火星)都有一个固体表面,类木行星却是一个流体行星;土星的平均密度为0.70克/立方厘米,比水的密度还小,木星、天王星、海王星的平均密 度略大于水的密度,而水星、金星、地球等的密度则达到水的密度的5倍以上;多数行星都是顺向自转,而金星是逆向自转;地球表面生机盎然,其他行星则是空寂荒凉的世界。

太阳在恒星世界中是颗普遍而又典型的恒星。已经发现,有些红巨星的直径为太阳直径的几千倍。中子星直径只有太阳的几万分之一;超巨星的光度高达太阳光度的数百万倍,白矮星光度却不到太阳的几十万分之一。红超巨星的物质密度小到只有水的密度的百万分之一,而白矮星、中子星的密度分别可高达水的密度的十万倍和百万亿倍。太阳的表面温度约为6000K,O型星表面温度达30000K,而红外星的表面温度只有约600K。太阳的普遍磁场强度平均为1×10-4特斯拉,有些磁白矮星的磁场通常为几千、几万高斯(1高斯=10-4特斯拉),而脉冲星的磁场强度可高达十万亿高斯。有些恒星光度基本不变,有些恒星光度在不断变化,称变星。有的变星光度变化是有周期的,周期从1小时到几百天不等。有些变星的光度变化是突发性的,其中变化最剧烈的是新星和超新星,在几天内,其光度可增加几万倍甚至上亿倍。

恒星在空间常常聚集成双星或三五成群的聚星,它们可能占恒星总数的1/3。也有由几十、几百乃至几十万个恒星聚在一起的星团。宇宙物质除了以密集形式形成恒星、行星等之外,还以弥漫的形式形成星际物质。星际物质包括星际气体和尘埃,平均每立方厘米只有一个原子,其中高度密集的地方形成形状各异的各种星云。宇宙中除发出可见光的恒星、星云等天体外,还存在紫外天体、红外天体、X射线源、γ射线源以及射电源。

星系按形态可分为椭圆星系、旋涡星系、棒旋星系、透镜星系和不规则星系等类型。60年代又发现许多正在经历着爆炸过程或正在抛射巨量物质的河外天体,统称为活动星系,其中包括各种射电星系、塞佛特星系、N型星系、马卡良星系、蝎虎座BL型天体,以及类星体等等。许多星系核有规模巨大的活动:速度达几千千米/秒的气流,总能量达1055焦耳的能量输出,规模巨大的物质和粒子抛射,强烈的光变等等。在宇宙中有种种极端物理状态:超高温、超高压、超高密、超真空、超强磁场、超高速运动、超高速自转、超大尺度时间和空间、超流、超导等。为我们认识客观物质世界提供了理想的实验环境。

【运动和发展】
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宇宙天体处于永恒的运动和发展之中,天体的运动形式多种多样,例如自转、各自的空间运动(本动)、绕系统中心的公转以及参与整个天体系统的运动等。月球一方面自转一方面围绕地球运转,同时又跟随地球一起围绕太阳运转。太阳一方面自转,一方面又向着武仙座方向以20千米/秒的速度运动,同时又带着整个太阳系以250千米/秒的速度绕银河系中心运转,运转一周约需2.2亿年。银河系也在自转,同时也有相对于邻近的星系的运动。本超星系团也可能在膨胀和自转。总星系也在膨胀。

现代天文学已经揭示了天体的起源和演化的历程。当代关于太阳系起源学说认为,太阳系很可能是50亿年前银河系中的一团尘埃气体云(原始太阳星云)由于引力收缩而逐渐形成的(见 太阳系起源 )。恒星是由星云产生的,它的一生经历了引力收缩阶段、主序阶段、红巨星阶段、晚期阶段和临终阶段。星系的起源和宇宙起源密切相关,流行的看法是:在宇宙发生热大爆炸后40万年,温度降到4000K,宇宙从辐射为主时期转化为物质为主时期,这时或由于密度涨落形成的引力不稳定性,或由于宇宙湍流的作用而逐步形成原星系,然后再演化为星系团和星系。热大爆炸宇宙模型描绘了我们的宇宙的起源和演化史:我们的宇宙起源于200亿年前的一次大爆炸,当时温度极高、密度极大。随着宇宙的膨胀,它经历了从热到冷、从密到稀、从辐射为主时期到物质为主时期的演变过程,直至10~20亿年前,才进入大规模形成星系的阶段,此后逐渐形成了我们当今看到的宇宙。1980年提出的暴涨宇宙模型则是热大爆炸宇宙模型的补充。它认为在宇宙极早期,在我们的宇宙诞生后约10 -36 秒的时候,它曾经历了一个暴涨阶段。

【哲学分析宇宙概念】
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有些宇宙学家认为,我们的宇宙是唯一的宇宙;大爆炸不是在宇宙空间的哪一点爆炸,而是整个宇宙自身的爆炸。但是,新提出的暴涨模型表明,我们的宇宙仅是整个暴涨区域的非常小的一部分,暴涨后的区域尺度要大于10 26 厘米,而那时我们的宇宙只有10厘米。还有可能这个暴涨区域是一个更大的始于无规则混沌状态的物质体系的一部分。这种情况恰如科学史上人类的认识从太阳系宇宙扩展到星系宇宙,再扩展到大尺度宇宙那样,今天的科学又正在努力把人类的认识进一步向某种探索中的“暴涨宇宙”、“无规则的混沌宇宙”推移。我们的宇宙不是唯一的宇宙,而是某种更大的物质体系的一部分,大爆炸不是整个宇宙自身的爆炸,而是那个更大物质体系的一部分的爆炸。因此,有必要区分哲学和自然科学两个不同层次的宇宙概念。哲学宇宙概念所反映的是无限多样、永恒发展的物质世界;自然科学宇宙概念所涉及的则是人类在一定时代观测所及的最大天体系统。两种宇宙概念之间的关系是一般和个别的关系。随着自然科学宇宙概念的发展,人们将逐步深化和接近对无限宇宙的认识。弄清两种宇宙概念的区别和联系,对于坚持马克思主义的宇宙无限论,反对宇宙有限论、神创论、机械论、不可知论、哲学代替论和取消论,都有积极意义。

『未来宇宙科学』

宇宙科学大大深化了人们对宇宙结构、起源和演化的认识,为了解物质结构和相互作用提供了新的统一图景。在地外生命等重大问题的研究中,天文学将更进一步与物理学交叉,并与许多领域紧密地联系在一起。

中国的载人飞船和空间站何时能够遨游太空?在新千年即将来临之际,67岁的飞船总设计师戚发轫教授发表了谈话。

试验飞船发射入轨并圆满返回到预定区域,为我国在21世纪前十年内实现把宇航员送上太空并安全返回打下了坚实的基础。

21世纪,人类开发利用丰富的空间资源将成为必然。空间资源主要有轨道资源、环境资源和物质资源。开发利用空间资源,人必须要较长时间在空间环境工作,并要往返于地球和空间站之间。载人飞船只是往返天地之间的运输工具,最终必须依赖长期在空间工作的空间站。建立空间站,一要解决太空人出舱,二要解决飞船与空间站的相互交会对接等技术难题。下个世纪,我国掌握空间站的关键技术应该不成问题。

『民间奇谈』

就在最近,美国太空网传出类似的惊人消息,一位作家在采访了该国著名的天体物理学家后获知,宇宙的长度为1560亿光年。在这项新的研究中,研究人员检测了大爆炸之后,遗留在广漠宇宙中的原初辐射。他们得出结论:在宇宙中可能存在着一些神奇的宇宙“镜室”,使得一个物体在两个地方都能够看到。因为这样一种结论,他们成了“球形宇宙论”的支持者。长度为1560亿光年?宇宙的大小为什么是一个你从未听说过的数字?他们的解释是这样的:宇宙的年龄大约是137亿年。光从最早已知的星系到达我们地球要穿行130亿年以上。因此我们可以假定宇宙的半径是137亿光年,那么整个宇宙的长度是宇宙半径的2倍,即274亿光年。但是自创生以来一直在不断的膨胀,并且理论学家相信宇宙起源于一个密度无限大的点。美国蒙大拿州立大学的天体物理学家尼尔·科尼什教授解释说:“早期宇宙中光所穿行的距离随宇宙的膨胀而增大,就像银行中的复利一样。”他建议,可以想象宇宙从诞生后只有100万年的年龄。光穿行一年,所覆盖的距离1光年。他说:“那时宇宙的大小比现在小大约1000倍,因此1光年伸展到现在是1000光年。”所有距离加起来是780亿光年。他说,光还没有穿行那么远,“但是穿行137亿年到达我们地球的光子的起点到现在是780亿光年远。这是宇宙的半径,那么直径是156亿光年。这只是基于光线返回时所用时间的95%,因此宇宙实际的长度可能会更长一些。科学家研究了大爆炸后38万年时形成的宇宙微波背景辐射(CMB),这时宇宙充分地膨胀并冷却以致形成了原子的物质。在天空中不同方向这种辐射温度的差别可以用来提示宇宙的年龄和约束许多重要的宇宙学参量。宇宙微波背景辐射是宇宙婴儿时的图像,这时还没有恒星的形成。美国《物理评论通讯》在2004年5月21日发表了这项新的研究工作,其焦点在于利用宇宙微波背景辐射数据寻找表明宇宙像镜室一样成对圆球现象。据此,宇宙中同一个物体的多个图像可以在与时空中不同的地方呈现出来。镜室效应可能意味着宇宙本来是有限的,但却产生宇宙是无限的感觉。他告诉记者,“没有迹象表明宇宙是有限的,但是也没有证明它是无限的。”宇宙结构的争论,宇宙是球形的,马鞍形的,还是平坦的?关于宇宙的结构和未来,现代宇宙学说认为,如果宇宙总质量大于某一临界质量,那么宇宙的结构是球形的,并且总有一天会在引力作用下收缩。如果宇宙总质量小于临界质量,那么宇宙的结构是马鞍形的,宇宙内部的引力无法抵消宇宙膨胀的速度而使宇宙一直膨胀下去。如果宇宙总质量恰好等于临界质量,那么宇宙的结构是平坦的,宇宙也将像现在这样一直膨胀下去。宇宙的结构实际上是时间和空间的结构,普通人很难想像。不过科学家提出一个衡量宇宙结构的标准:如果两束平行光线越来越近,那么宇宙结构是球形的;如果两束平行光线越来越远,那么宇宙结构是马鞍型的;如果两束平行光线永远平行下去,那么宇宙结构则是平坦的。平坦宇宙的结构可以用欧几里德几何解释。平坦宇宙学的几个证据。宇宙结构是平坦的这一结论是参加“银河系外毫米波辐射和地球物理气球观测项目”的多国科学家得出的。这一项目的目的是研究宇宙背景辐射的详细情况。科学家在1998年底将一些射电天文望远镜放置在氦气球顶部,随氦气球上升到距地面约40公里的高空,在那里对特定宇宙区域进行了11天的观测,获得了迄今关于宇宙早期辐射最详实的数据。经过研究,科学家发现,在大尺度上,宇宙最初发出的光线并没有发生弯曲现象,也就是说当初的两束平行光线一直保持平行状态,这说明宇宙结构是平坦的,也就是说宇宙总质量恰好等于临界质量,宇宙将像现在这样一直膨胀下去。早在1965年,科学家就已探测到宇宙空间中均匀分布着的宇宙背景辐射,其温度为零下270摄氏度。大爆炸学说认为,这种辐射是宇宙大爆炸后的“余烬”。从这些“余烬”中,科学家可以推测大爆炸初期的情景。1991年,美国宇宙背景探测卫星发现,宇宙背景辐射中存在着微小温度波动,如同在“余烬”中闪动着的微弱“火光”,这表明那时宇宙内已存在密度非常小的物质云团。正是这些云团逐渐收缩形成了后来的星系。“银河系外毫米波辐射和地球物理气球观测项目”是在该卫星发现的基础上进行观测的。此外,分别于1990年4月和1991年4月进入太空的“哈勃”天文望远镜和伽马射线探测器以及其他一些观测仪器也对宇宙的结构和演化进行了观测,取得了大量成果。这些成果较为一致地认为宇宙将一直膨胀下去。人类对宇宙诞生和演化的观测研究刚刚起步,关于宇宙结构和未来的推测也仅仅是初步结论。未来几年,科学家计划发射两颗卫星更精确地观测宇宙早期辐射的情况,此外,科学家还将采取其他多种手段观测宇宙,宇宙诞生和结构之谜将被进一步揭开。

【宇宙是否有限】
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我们的先辈们曾认为宇宙是范围并不很大的球状天体,其中包含着地球以及其他一些形体较小的发光体。直至公元1700 年以前,这种理论在天文学界一直占据主导地位。即使在哥白尼发现地球并非宇宙的中心之后,人们仍持同样的观点,只是把“宇宙主宰”这一光环又赠给了太阳而已,而宇宙的基本定义仍未得到根本上的改变。天空仍旧是天上的“球”,里面有许多星星,不过,它包括的主体是太阳,相比之下,地球要逊色得多。

托勒密的“地心说”体系
哥白尼的“日心说”体系

开普勒的椭圆型轨道的思想废除了星体是“透明的球体”这一谬论,但是却仍然保留了星体是“最外层天体球”这一说法。感谢卡西尼的研究成果,他揭开了太阳系的真实面目,从而证明了太阳系比人们想象的要大得多,而这也只是将人们脑海中宇宙的边界扩大了而已。
直至哈雷于1718 年发现了恒星也是运动着的球体这一事实后,天文学家们才开始重新认真地认识宇宙。当然,即使所有星体都在移动,宇宙仍有可能是有限的,而所有的星体也都有可能在进行着极其缓慢的移动。但是为什么有的星体的运动速度之快足以被人们观察到,而正是这些星体才能发出比较明亮的光线呢?
关于这一问题,存在这样一种可能,即某个星体由于具有较大的形体,从而能放射出比较明亮的光线,同时由于其体积较大,造成宇宙对它的束缚产生了困难,从而导致了它的移动。当然,这只是一种特定的假设,但这种全新的设想对于解开有关谜团是具有创造性意义的——即使其很难在实验室条件下得到验证,或根本无法解决任何问题。
另一方面,有些星球与地球间的距离有可能相对来说比较近,因此看上去就可能显得比较亮一些。再者,如果所有星球移动的速度是相同的,那么距地球越近,往往就显得运动得更快一些。这一点与实验室条件下的实验结果是相符的。这一现象是以解释运动越快的星体其亮度越高的原因。那相对比较昏暗的星球其实也处于运动状态,但由于它与地球间距离实在太遥远了,因此即使经过几个世纪的观测也无法察觉到它的位置的变化,但这一变化却有可能在数千年的过程中被观测到,这的确需要人们一代一代不懈的努力。
如果各个星体与太阳系间的距离各不相同,那么宇宙就应该是无限的,而众多的星球则会像蜂群一样遍布于宇宙的各个角落。直至1718 年,人们才意识到这一点而摒弃了宇宙有限论,从此,一幅广阔无垠而壮丽非常的宇宙画卷终于展现在人们的眼前。

【宇宙有中心吗?】
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太阳是太阳系的中心,太阳系中所有的行星都绕着太阳旋转。银河也有中心,它周围所有的恒星也都绕着银河系的中心旋转。那么宇宙有中心吗?一个让所有的星系包围在中间的中心点?
看起来应该存在这样的中心,但是实际上它并不存在。因为宇宙的膨胀一般不发生在三维空间内,而是发生在四维空间内的,它不仅包括普通三维空间(长度、宽度和高度),还包括第四维空间——时间。描述四维空间的膨胀是非常困难的,但是我们也许可以通过推断气球的膨胀来解释它。
我们可以假设宇宙是一个正在膨胀的气球,而星系是气球表面上的点,我们就住在这些点上。我们还可以假设星系不会离开气球的表面,只能沿着表面移动而不能进入气球内部或向外运动,在某种意义上可以说我们把自己描述为一个二维空间的人。
如果宇宙不断膨胀,也就是说气球的表面不断地向外膨胀,则表面上的每个点彼此离得越来越远。其中,某一点上的某个人将会看到其他所有的点都在退行,而且离得越远的点退行速度越快。
现在,假设我们要寻找气球表面上的点开始退行的地方,那么我们就会发现它已经不在气球表面上的二维空间内了。气球的膨胀实际上是从内部的中心开始的,是在三维空间内的,而我们是在二维空间上,所以我们不可能探测到三维空间内的事物。同样的,宇宙的膨胀不是在三维空间内开始的,而我们只能在宇宙的三维空间内运动。宇宙开始膨胀的地方是在过去的某个时间,即亿万年以前,虽然我们可以看到,可以获得有关的信息,而我们却无法回到那个时候。

【银河系 Milky Way galaxy 】

『概述』
银河系是地球和太阳所属的星系。因其主体部分投影在天球上的亮带被我国称为银河而得名。银河系约有2000多亿个恒星。银河系侧看像一个中心略鼓的大圆盘,整个圆盘的直径约为10万光年,太阳位于据银河中心2.3万光年处。鼓起处为银心是恒心密集区,故望去白茫茫的一片。银河系俯视像一个巨大的漩涡这个漩涡有四个旋臂组成。太阳系位于其中一个旋臂(猎户座臂),逆时针旋转(太阳绕银心旋转一周需要2.5亿年)。
银河系呈旋涡状,有4条螺旋状的旋臂从银河系中心均匀对称地延伸出来。银河系中心和4条旋臂都是恒星密集的地方。从远处看,银河系像一个体育锻炼用的大铁饼,大铁饼的直径有10万光年,相当于946080000亿公里。中间最厚的部分约12000光年。太阳位于一条叫做猎户臂的旋臂上,距离银河系中心约2.3万光年。
银河系的发现经历了漫长的过程。望远镜发明后,伽利略首先用望远镜观测银河,发现银河由恒星组成。而后,T.赖特、I.康德、J.H.朗伯等认为,银河和全部恒星可能集合成一个巨大的恒星系统。18世纪后期,F.W.赫歇尔用自制的反射望远镜开始恒星计数的观测,以确定恒星系统的结构和大小,他断言恒星系统呈扁盘状,太阳离盘中心不远。他去世后,其子J.F.赫歇尔继承父业,继续进行深入研究,把恒星计数的工作扩展到南天。20世纪初,天文学家把以银河为表观现象的恒星系统称为银河系。J.C.卡普坦应用统计视差的方法测定恒星的平均距离,结合恒星计数,得出了一个银河系模型。在这个模型里,太阳居中,银河系呈圆盘状,直径8千秒差距,厚2千秒差距。H.沙普利应用造父变星的周光关系,测定球状星团的距离,从球状星团的分布来研究银河系的结构和大小。他提出的模型是:银河系是一个透镜状的恒星系统,太阳不在中心。沙普利得出,银河系直径80千秒差距,太阳离银心20千秒差距。这些数值太大,因为沙普利在计算距离时未计入星际消光。20世纪20年代,银河系自转被发现以后,沙普利的银河系模型得到公认。
银河系是一个巨型旋涡星系,Sb型,共有4条旋臂。包含一、二千亿颗恒星。银河系整体作较差自转,太阳处自转速度约220千米/秒,太阳绕银心运转一周约2.5亿年。银河系的目视绝对星等为-20.5等,银河系的总质量大约是我们太阳质量的1万亿倍,大致10倍于银河系全部恒星质量的总和。这是我们银河系中存在范围远远超出明亮恒星盘的暗物质的强有力证据。关于银河系的年龄,目前占主流的观点认为,银河系在宇宙诞生的大爆炸之后不久就诞生了,用这种方法计算出,我们银河系的年龄大概 在145亿岁左右,上下误差各有20多亿年。而科学界认为宇宙诞生的“大爆炸”大约发生200亿年前。
特征
『宇宙时间表』
一般认为,宇宙产生于150亿年前一次大爆炸中。大爆炸后30万年,最初的物质涟漪出现。大爆炸后20亿~30亿年,类星体逐渐形成。大爆炸后100亿年,太阳诞生。38亿年前地球上的生命开始逐渐演化。
温馨提示:内容为网友见解,仅供参考
第1个回答  2008-09-05
如果宇宙真的有一个边缘的话,那人类是绝不可能走到边缘的。除非人类的宇宙飞行工具超越了光速,然后才有可能到达边缘,回到“大爆炸”的起点。。。

我个人想象认为宇宙应该是没有边际的,也想太阳系、银河系 一样,由无数的星系组成的“螺旋状态”,而这个“螺旋状态”只是宇宙中的平直空间里的一部分,其余的绝大部分空间也就是被现在科学界认为的“暗物质”,还有“红移”现象都可以用这个“螺旋状态”的宇宙来解释:从宏观的角度看:星体有的远离,而有的也相互靠近,不过有的现象还没有被人类现在的“眼睛”所看到,人来几百年时间看到的现象也不过是宇宙里最微不足道的一瞬间。
人类走不出宇宙是因为人类自一开始就生活在了宇宙的“历史”时间里,所看到的这些也只是N年前的宇宙的现象,真正的X光年之外的宇宙什么样了,我们现在根本不知道。
第2个回答  2008-09-06
宇宙到底有多大?
把世界上最伟大的数学家请到世界上最先进的计算机前,请他用人类所已知的最大数来表述宇宙的尺度,让全人类都来做他的助手,不停地帮他在这个大数后面添“0”,演算的最后结果会是多少呢?结果将是“毫无结果”,人类永远无法算出这道题,因为这道题本身不是数学题。
“其大无外”,“宇宙是无限的”,古今哲学家们不厌其烦地重复着这一答案,认为这才是对宇宙尺度问题的准确表述。其实,哲学家们并不比数学家高明多少,数学家们算不出来的时候,就已经使用了一个哲学符号---------∞,即表示宇宙无穷大。哲学家们讲的“无外”、“无限”本身就意味着:人类的思维已无法思维这道题,或者说它在哲学上无解,故它也不是一道哲学题。
“上帝是至高无上的”,当把上帝同宇宙相比时,谁比谁大呢?如上帝在宇宙之中存在,那么“上帝至高无上”则为谎言。如上帝不在宇宙之中,那么宇宙之内没有上帝存在。无论神学家们如何想像宇宙与上帝,他们永远想像不出宇宙与上帝的确切边界,故“宇宙有多大”这道题在神学上无解,它不是一道神学题。
正因为物理学家、数学家、哲学家、神学家都弄不清宇宙的大小,说明这一问题本身就有问题。《庄子·庚桑楚》中曰:“有实而无乎处者,宇也。有长而无本(开始)剽(末梢)者,宙也。”《淮南子·齐俗》曰:“往古来今谓之宙,四方上下谓之宇。”可见宇宙本身就指的是空间和时间,问宇宙的大小,就同问纯空间的大小、纯时间的长短、纯质量的质量、纯温度的温度一样,这些问句都不完整,缺少主词。
任何空间都是指某物的空间大小,任何时间都是指某物的时间长短,故宇宙是指某物所占据的空间与时间。撇开“某物”这一主词,而去问一种抽象的时空尺度是没有意义的。如同问一个抽象“生物”的身高与年龄一样,无法回答。
其实,人们在讨论“宇宙”问题的时候,往往站在完全不同的角度,物理学家们所说的宇宙完全不同于哲学家们所说的宇宙,哲学家们所说的宇宙又完全不同于神学家们所说的宇宙。这倒不是因为宇宙中的空间、时间有什么不同,而在于人们研究时空的方法与途径完全不同。
宇宙的物理学解显然只能通过观测的途径去获得,而且还要通过观测来验证,任何视觉观测不到的宇宙解均不会被物理学家们所接受。因此,物理学宇宙是已观测到的和可被观测的宇宙,它的解存在于人们视界范围之中,它的尺度等同于人类的视界。
宇宙的哲学解必然以已有的物理学宇宙解为内核,并根据已经观测证实的结论定理去进行归纳、演绎、推理,用思维逻辑去拓展哲学宇宙的时空,直到这种思维走到尽头,到无法继续进行思维的界段为止,这种哲学宇宙的尺度等同于人类的思维宇宙。
宇宙的神学解并不排斥物理学与哲学的宇宙解,但神学家们力图用一种无法被观测与被思维的“神”来解释宇宙,这种“神”的真实性显然依赖于人类的想像能力,故神学宇宙的尺度等同于人类的想像极限。
第3个回答  2008-09-04
现在的科学界也普遍承认,现在的宇宙是在不断的膨胀的!因为远方的每个星系是距我们越来越远的!这个速度我不得而知,可能有人计算过吧!但我要说的是,当各种物质向外扩散的时候,光和以光速向外扩散的物质是走在最前面的,也就是说,它们在开辟着新的空间,或者换句话说,它们永远处在宇宙的边缘!
结合上边的数字,宇宙存在了150亿年了,那么这些以光速行走的物质(当然包括光子)也就走了150亿年了,所以我们可以很肯定的说,宇宙最大半径也就是150亿光年!而且,随着宇宙存在时间的延长,还有宇宙在不断的膨胀,宇宙的大小也在不断地变化,它的最大的膨胀速度不会超过光速!或者说,宇宙应该是以小于等于光速在膨胀!
第4个回答  2008-09-06
宇宙应该存在边界

我们可以想一下,当宇宙还是一个宇宙蛋时。那肯定是有限的,那么就算在大爆炸时的力是无限大的话,也不可能使有限的空间炸出一个无限大的空间来。
而有限无无边的概念就是宇宙有边界,那是你永远也到达不了边界。宇宙的边缘很可能是一个有着很大的力,足以使任何的物质在靠近它时,都会受到一个斥力,从而使该物体发声‘绝对’运动方向发生改变,但是其实它的相对运动方向并没有改变,因为这个斥力影响着整个宇宙。我们可以理解成,有一个人在地球上有一个很大功率的望远镜朝某一方向望去,很可能在某年后会在该镜里看到地球甚至自己,其原因就是当光以径直的方向向前运行时(不考虑其他力),在不断靠近这堵‘墙’时会不断的受到一个斥力,渐渐的的,这个斥力越来越大,使得光以一定的曲率弯曲而继续运行。最终,回到原点。(至于是不是球形的就不知道了,圆球体既然那是一种完美的形状或状态的话,我想宇宙有是会去‘考虑’的)

简单的讲,如果在二维的基础上,人的速度只要不超过每秒7.9km时我们始终不会走出地球外。这时,在某种角度上来讲我们会认为这地球是无限大的。

当然了,宇宙还是在膨胀这是很肯定。

也许,宇宙就是那么大,整个世界(所有的物质世界)也就是那么大。宇宙的外面是‘无’。不过,这有很多人无法接受,毕竟在我们的世界里还没有出现一个有限的东西外面是‘无’的情况。不然,只要是在一个有限的空间内,外面就必定还有一个空间,总觉的太牵强。那么,科学家就不必在去争论什么有限的或是无限的了。因为,一个有限的空间外肯定还有空间,那么人人都还在争论什么。

宇宙的外面我认为是‘无’,那个时候整个宇宙就是一个点,除了它之外就没有什么空间了。而现在那个所谓的承载宇宙的空间本身就是奇点炸出来的,而炸出的所有空间就是宇宙。就像一个没充气的气球,它的整个体积只有那么大,当你往里充气时它的体积就又变成那么大的体积,这就是空间和宇宙的关系吧!!

也许,宇宙就是那么大,整个世界(所有的物质世界)也就是那么大。宇宙的外面是‘无’。不过,这有很多人无法接受,毕竟在我们的世界里还没有出现一个有限的东西外面是‘无’的情况。不然,只要是在一个有限的空间内,外面就必定还有一个空间,总觉的太牵强。那么,科学家就不必在去争论什么有限的或是无限的了。因为,一个有限的空间外肯定还有空间,那么人人都还在争论什么。
也许我们可以从黑洞的角度来看宇宙,宇宙是在大爆炸后才形成的,而在大爆炸之前(既是由宇宙蛋爆炸前),我们这里先不考虑宇宙蛋之前的。据科学家认为现在的宇宙约有90%是暗物质,而当宇宙中的暗物质达到约99%宇宙就会走向大收缩,而之所以会大收缩的前提是宇宙必须是有限的,不然无限不可能会有这个概念。这样的话,我们就可以另一方面的证明宇宙是有限的。当然,要说宇宙的外面是什么?我们很难去理解,就像上面说的一样,‘无’的世界很难去理解。所以,就有很多人就本能的去抵制它(‘无’的状态)的存在。所以,就有那么多人去寻求或许永远也不可能有结果的答案。当然了,这也只不过是我的猜想。

不过,有时我也会去想象一下在以承认宇宙有外面的前提下,宇宙的外面是什么。还是根据黑洞来解释。我们可以根本的了解黑洞的对于宇宙的影响。黑洞也是有一定的影响力,或许,我们现在很多人所说的我们这个宇宙其实就是巨大空间内的一个超级大黑洞爆炸而成的,既是说,这个黑洞只不过是一个超级大宇宙内的天体,这个超级大宇宙是唯一的宇宙,而我们现在所讨论的‘宇宙’(后面统一称子宇宙)其实只不过是这个超级大宇宙(母宇宙)中的一个空间。在这个超级大宇宙中还存在着许多类似我们存在的‘子宇宙’。而在许多个类似我们存在的宇宙之间是一些有着巨大抵抗里的物质。说到这里,我们就要去解释为什么我们的‘子宇宙’外面有一堵‘墙’。我们可以设想一下,把一个炸弹放置在一个有足够承受力的铁桶里,当炸弹爆炸时,受力最大的就是铁桶的桶壁。反过来看看,当我们的‘子宇宙’还是一个黑洞时,在它突然一天发生了大爆炸,使得外面本来有着巨大的抵抗力的空间被受到了巨大的影响。当然,这个空间还是能承受住这个爆炸力。所以,这堵‘墙’是由于巨大力的影响下被撑出来,在这里,我还有一个观点,可能在这个巨大黑洞发生大爆炸时把很多的物质喷发出而又由于爆炸力的影响,有一些物质被爆炸力的影响而积聚到到这个爆炸形成的空间的边界,形成了一层‘膜’。由于爆炸力十分大,使得这些物质的密度相当大,所以就具有了相当大的斥力的‘墙’类似于为我们宇宙加了一层保护膜,免受外面空间物质的侵袭。而剩下的物质就形成了我们的‘子宇宙’里的天体先总结一下,那么我们所存在的宇宙的外面其实就是子宇宙以及子宇宙与子宇宙之间那个有巨大抵抗力间质。而这些都存在与那个巨大承载这些宇宙空间内。

我们现在来看看那些子宇宙间质为什么有着那么大抵抗力。这点上,我认为有两种可能性,要么是还是一种‘无’的状态。这种‘无’本生就是虚无的,要从一个虚无状态向有的状态过渡,需要很大的力量。要么就是这些物质是由反物质组成的世界,在正物质与反物质的之间的特性下,造成了该间质的特性。
还有,我们也可以说一下,该间质的另一特性,那就是弹性。当大爆炸的它的作用力完全消失后,该物质就会马上恢复到原来的样子。而该现象都发生在宇宙大收缩后。当我们的子宇宙重新变成一个大黑洞时,可能经过N亿年的时间子宇宙外的间质开始变会原来的形状。这些间质会会填充一切空间(就像空气会填充一切真空一样)。所以,这个大黑洞会受到间质的不断挤压。物极必反,最终,黑洞又发生新了轮的大爆炸。不然,按照我们了解到的黑洞,它不会‘爆炸’,只会蒸发。

宇宙到底有多大?我们人类可以走到宇宙的边缘吗?
人择原理认为 ,可能存在许多具有不同物理参数和初始条件的宇宙,但只有物理参数和初始条件取特定值的宇宙才能演化出人类,因此我们只能看到一种允许人类存在的宇宙。人择原理用人类的存在去约束过去可能有的初始条件和物理定律,减少它们的任意性,使一些宇宙学现象得到解释,这在科学方法论上有一定的意义。但有人提出,宇宙...

宇宙是最大吗?
目前宇宙的半径大概是465亿光年,直径930亿光年。但930亿光年仅仅是我们能观测到的宇宙直径,由于宇宙的膨胀速度已经超过了光速,所以我们只在地球上观测宇宙的话无法得知宇宙到底有多大,这还是一个未解之谜。

完整的宇宙到底有多大?人类真的能看到宇宙的边界吗?
不能。在我们回答这个问题之前,应该补充的是,曾经欧洲航天局的普朗克太空任务发布了有史以来最准确、最详细的宇宙最古老的光线图,显示宇宙有138亿年的历史。普朗克通过研究宇宙微波背景计算出这个年龄。换句话说,可观测宇宙的最大半径是138亿年,直径是276亿年(见下图)。那么,观察到的460亿年的边界...

若飞船1秒钟飞1光年,多久能抵达宇宙边缘?
根据目前的研究结果来看,宇宙的直径约是930亿光年,若以1光年\/秒的速度飞行,从地球出发飞至宇宙边缘需花约4.6亿年。就拿人的寿命100年来说,我们要460万代才能等到宇宙飞船飞到宇宙边缘。光年光年是长度单位之一,指光在真空中一年时间内传播的距离,大约为9.46兆公里(9.46×1012公里)。光...

宇宙到底有多大呢?是无边的吗?
人们通常讨论的“宇宙究竟有多大”,说的是可见宇宙。整个宇宙要比可见宇宙大得多。由于宇宙十分庞大,它的范围已经不是几千米、几十千米甚至几亿千米可以度量的。天文学家测量宇宙的大小是用“光年”这把“尺子”,即光在一年里所走的路程,大约为9.7万亿千米(光速为每秒30 万千米)。银河系的直径...

宇宙范围到底有多大?
目前宇宙的半径大概是465亿光年,直径930亿光年。但930亿光年仅仅是我们能观测到的宇宙直径,由于宇宙的膨胀速度已经超过了光速,所以我们只在地球上观测宇宙的话无法得知宇宙到底有多大,这还是一个未解之谜。

宇宙到底有没有尽头?有哪些情况可能会出现?
答案是否定的。我们在地球上朝着任何方向观测,最远只能看到465亿光年外的天体。但可观测宇宙的边缘只是我们目前所能观测到的极限,并非是宇宙的边缘。由于宇宙存在的时间是有限的,光速也不是无限快,所以宇宙中还有一部分是我们现在所无法观测到的,那里的光还没有足够的时间走完去往地球的路途。可...

宇宙到底有没有边?
宇宙是没有边界的,人类也绝不可能到达宇宙的边界。不能到达的原因并不是你会在达到旅程的终点之前就已经死亡,而是这个旅行本身就没有终点。今天最普及的理论是宇宙正在膨胀而且将永远继续膨胀下去,而由于这种膨胀,远方的星系看起来像是以一种非常接近于光速的速度向后退去。所以,以现代技术可能达到的...

宇宙存在边界吗?人类是否已经找到了?
可是以人类现在的科技,想要走出宇宙那就是一个梦想,根本做不到。而制约人类走到宇宙的边界或走出宇宙的因素就是速度。人类之所以能够走出地球,从太空中看到真实的地球,就是因为人类掌握了超快的速度,能够突破第一宇宙速度,让航天器能够脱离地球的引力进入太空。由此可见,速度是一切的根源,只要掌握了...

宇宙到底有没有边界?如果有,那边界之外是什么?
可观测宇宙到底有多大?大概九百三十亿光年直径。对人类来说,这当然是一个毋庸置疑的天文数字。毕竟,我们迄今为止连太阳系都没有飞出去,而太阳系的直径不过一光年左右而已。对比庞大的宇宙,它就是沧海一粟。当然,也有很多人遐想着,宇宙之外,还有着什么瑰丽奇幻的场景,不能被我们探索到。有些学者...

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