直徑930億光年（可觀測(cè)），預(yù)估完全直徑1600億光年。

想要了解宇宙究竟有多大，請(qǐng)你試著將一枚硬幣放在你的面前。假設(shè)這枚小小的硬幣就是我們的太陽(yáng)，那么另一顆代表距離太陽(yáng)最近的恒星：比鄰星的硬幣就應(yīng)當(dāng)放在大約563公里之外。對(duì)于生活在中國(guó)的讀者而言，比如上海的讀者，這第二枚硬幣幾乎要擺放到山東或安徽省境內(nèi)，而對(duì)于一些小國(guó)的居民而言，這顆硬幣可能都已經(jīng)放到外國(guó)去了。

而這僅僅是太陽(yáng)和距離它最近的一顆恒星而已。當(dāng)你試圖模擬更大范圍內(nèi)的宇宙空間時(shí)，就會(huì)麻煩的多了。比方說(shuō)，相對(duì)于你的那顆硬幣太陽(yáng)，銀河系的直徑將是大約1200萬(wàn)公里，這相當(dāng)于地月距離的30倍。正如你所看到的，宇宙的尺度是驚人的，幾乎沒(méi)有辦法用我們生活中所熟知的距離尺度加以衡量。

但這并不意味著人類(lèi)丈量宇宙的夢(mèng)想是遙不可及的。天文學(xué)家在長(zhǎng)期的工作研究中已經(jīng)找到一些行之有效的方法去測(cè)量宇宙的尺度。以下我們將向你呈現(xiàn)有關(guān)的內(nèi)容：

1 宇宙的尺度

我們并非居于宇宙的中心，但是我們確實(shí)居于可觀測(cè)宇宙的中心，這是一個(gè)直徑約為930億光年的球體

這個(gè)星球上沒(méi)有人知道宇宙究竟有多大。它或許是無(wú)限的，也或許它確實(shí)擁有某種邊界，也就是說(shuō)如果你旅行的時(shí)間足夠長(zhǎng)，你最終將回到你出發(fā)的地方，就像在地球上那樣，類(lèi)似在一個(gè)球體的表面旅行。

科學(xué)家們對(duì)于宇宙具體的形狀和大小數(shù)據(jù)存在分歧，但是至少對(duì)于一點(diǎn)他們可以進(jìn)行非常精確的計(jì)算，那就是我們可以看得多遠(yuǎn)。真空中的光速是一個(gè)定值，那么由于宇宙自誕生以來(lái)大約為137億年，這是否就意味著我們最遠(yuǎn)只能看到137億光年遠(yuǎn)的地方呢？

答案是錯(cuò)誤的。有關(guān)這個(gè)宇宙的最奇特性質(zhì)之一便是：它是不斷膨脹的。并且這種膨脹幾乎可以以任何速度進(jìn)行——甚至超過(guò)光速。這就意味著我們所能觀測(cè)到的最遠(yuǎn)的天體事實(shí)上遠(yuǎn)比它們實(shí)際來(lái)的近。隨著時(shí)間流逝，由于宇宙的整體膨脹，所有的星系將離我們?cè)絹?lái)越遠(yuǎn)，直到最終留給我們一個(gè)一片空寂的空間。

奇異的是，這樣的結(jié)果是我們的觀測(cè)能力事實(shí)上被“強(qiáng)化”了，事實(shí)上我們所能觀察到最遙遠(yuǎn)的星系距離我們的距離達(dá)到了460億光年。我們并非居于宇宙的中心，但是我們確實(shí)居于可觀測(cè)宇宙的中心，這是一個(gè)直徑約為930億光年的球體。

2 充斥著星系

這是美國(guó)宇航局哈勃空間望遠(yuǎn)鏡獲得的最深邃的影像之一

這張照片是美國(guó)宇航局哈勃空間望遠(yuǎn)鏡獲得的最深邃的影像之一?？茖W(xué)家們讓哈勃望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)天空中的一小塊區(qū)域進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的曝光——長(zhǎng)達(dá)數(shù)月，盡可能地捕獲每一個(gè)暗弱的光點(diǎn)。文中上圖是局部的放大，完整的圖像是下面這幅圖，其中包含有1萬(wàn)個(gè)星系，從局部放大圖中，你可以看到一些星系的細(xì)節(jié)。

完整的圖像

當(dāng)你看著這些遙遠(yuǎn)的星系，你可能沒(méi)有意識(shí)到自己正在遙望遙遠(yuǎn)的過(guò)去，你所看到的這些星系都是它們?cè)?30億年前的樣子，那幾乎是時(shí)間的盡頭。如果你更喜歡空間的描述，那么這些星系離開(kāi)我們的距離是300億光年。

宇宙處于不斷的膨脹之中，但與此同時(shí)科學(xué)家們對(duì)于宇宙尺度的測(cè)量精度也在不斷提高。他們很快找到了一種絕佳的描述宇宙中遙遠(yuǎn)天體距離的方法。由于宇宙在膨脹，在宇宙中傳播的光線的波長(zhǎng)將被拉伸，就像橡皮筋被拉長(zhǎng)一樣。光是一種電磁波，對(duì)于它而言，波長(zhǎng)變長(zhǎng)意味著向波譜中的紅光波段靠近。于是天文學(xué)家們使用“紅移”一詞來(lái)描述天體的距離，簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是描述光束從天體發(fā)出之后在空間中經(jīng)歷了多大程度的膨脹拉伸。一個(gè)天體的距離越遠(yuǎn)，當(dāng)然它在傳播的過(guò)程中光波波長(zhǎng)被拉伸的幅度越大，光線也就越紅。

如果使用這種描述方法，那么你可以說(shuō)這些遙遠(yuǎn)的星系的距離大約是紅移值Z=7.9，天文學(xué)家們立刻就會(huì)明白你所說(shuō)的距離尺度。

3 最遙遠(yuǎn)的天體

最遙遠(yuǎn)的天體

這張圖像中間部位那個(gè)不太顯眼的紅色模糊光點(diǎn)事實(shí)上是一個(gè)星系，這是人類(lèi)迄今所觀測(cè)到的最遙遠(yuǎn)天體。美國(guó)宇航局哈勃空間望遠(yuǎn)鏡拍攝了這張照片，這一星系存在的時(shí)期距離宇宙大爆炸僅有4.8億年。

這一星系的紅移值約為10，這相當(dāng)于距離地球315億光年?？雌饋?lái)這一星系似乎非常孤單，在它的周?chē)鷽](méi)有發(fā)現(xiàn)與它同時(shí)期的星系存在。這和大爆炸之后大約6.5億年時(shí)的情景形成鮮明對(duì)比，在那一時(shí)期，天文學(xué)家們已經(jīng)找到大約60個(gè)星系。這說(shuō)明盡管這短短2億年對(duì)于宇宙而言?xún)H僅是一眨眼的功夫，但是正是在這一短暫的時(shí)期內(nèi)，小型星系大量聚合形成了大型的星系。

但是這里需要指出的是，天文學(xué)家們目前尚未能完全確認(rèn)這一天體的距離數(shù)值，這也就意味著其實(shí)際距離可能要比現(xiàn)在所認(rèn)為的更近。在美國(guó)宇航局的下一代詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡發(fā)射升空以替代哈勃望遠(yuǎn)鏡之前，科學(xué)家們都將不得不在數(shù)據(jù)不足的情況下進(jìn)行估算。

4 最遙遠(yuǎn)的距離

最遙遠(yuǎn)的距離

天文學(xué)家能夠觀測(cè)到的最遙遠(yuǎn)的光線名為“宇宙微波背景輻射”(CMB)。這是抵達(dá)地球的最古老的光子，它們幾乎誕生于宇宙大爆炸發(fā)生的時(shí)刻。在大爆炸發(fā)生后的短時(shí)間內(nèi)，宇宙非常小，因此相當(dāng)擁擠，物質(zhì)太過(guò)稠密，以至于光線無(wú)法長(zhǎng)距離傳播。

但在宇宙誕生之后大約38萬(wàn)年之后，宇宙已經(jīng)變得足夠大，光線第一次可以自由地傳播。這時(shí)發(fā)出的光是我們今天所能觀測(cè)到的最古老的光線，是宇宙的第一縷曙光；它存在于宇宙的每一個(gè)方向，無(wú)論你把望遠(yuǎn)鏡指向哪個(gè)方向，都可以觀測(cè)到它的存在。宇宙微波背景輻射就像一堵墻，我們最遠(yuǎn)也只能看到墻這一側(cè)的風(fēng)景，但是卻絕無(wú)辦法穿墻而過(guò)。

那么這些最初的宇宙之光怎么變成微波了呢？這還是因?yàn)橛钪娴呐蛎?。隨著宇宙的膨脹，當(dāng)時(shí)發(fā)出的光波波長(zhǎng)被逐漸拉長(zhǎng)，經(jīng)歷如此久遠(yuǎn)的時(shí)間(137億年)，它們的波長(zhǎng)已經(jīng)被拉伸到了不可思議的程度。隨著宇宙膨脹冷卻，現(xiàn)在這一輻射的剩余溫度大約僅有-270攝氏度，也就是著名的3K背景輻射。這種輻射的分布顯示出驚人地各向同性，各處的差異小于10萬(wàn)分之一。

而如果有朝一日人類(lèi)終于能夠制造出高靈敏度的中微子探測(cè)器，那么我們將終于可以突破宇宙微波背景輻射設(shè)置的那堵墻，而看到其背后中微子出現(xiàn)時(shí)的情景，即所謂的“宇宙中微子背景”。和光子不同，對(duì)中微子而言，一般意義上的物質(zhì)幾乎是透明的，它們可以輕而易舉地穿過(guò)地球，穿過(guò)太陽(yáng)，甚至穿過(guò)整個(gè)宇宙。正是因?yàn)檫@一特征，一旦我們能夠解碼中微子中攜帶的信息，我們將能回溯到宇宙大爆炸之后僅數(shù)秒時(shí)的情景。