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宇宙是有限的還是無限的?

宇宙是有限的還是無限的?它是什麽形狀?目前還沒有確切的答案。

先說宇宙的起源。主流觀點認為宇宙誕生於大爆炸,包括時間、空間和那次大爆炸產生的所有物質。科學家確定宇宙誕生於654.38+038億年前,哈勃體積半徑約為460億光年。

哈勃體積是以人類觀測者為中心,半徑約460億光年的球形區域。有些人可能會有疑問?宇宙只有654.38+03.8億歲。為什麽哈勃體積的半徑是460億光年?因為宇宙自誕生以來壹直在膨脹。空間膨脹驅使物質相互遠離,似乎物質在向外擴散。當遙遠天體的光傳到地球時,天體本身也離地球很遠。當我們在654.38+03億多年前收到該天體發出的光線時,該天體的位置已經發生了變化,那個天體現在距離我們有400多億光年。

上世紀初,天文學家哈勃通過分析天體光譜發現,河外星系正在遠離我們,距離越遠的星系,回歸速度越快。在654.38+04億光年的距離上,膨脹速度已經達到了光速。

隨著認知能力的提高,人類對宇宙的看法也在不斷變化。在早期,人們認為天空是圓的,麥哲倫的環球航行證實了地球是圓的。從地心到日心說,再到河外星系的發現,科學的進步讓人類的世界觀進步了。

在牛頓時代,由於天文望遠鏡的發明,人類對宇宙有了更多的了解。在經典物理時代,認為宇宙是壹個開放、筆直的空間,宇宙是靜止的、無限的,物質均勻分布在空間中。顯然,如果宇宙是無限的,就會有無限的物質和無限的引力,這樣的宇宙是不穩定的。

愛因斯坦的相對論為人類認識宇宙打開了壹扇新的大門。相對論認為時空是四維的,由三維空間和壹維時間組成。後來的超弦理論甚至認為我們的世界應該是11維的。

雖然物質可以彎曲時空,但是物質的分布在大尺度上是比較均勻的,時空整體上是比較平坦的。只是局部空間彎曲得很厲害,比如黑洞和它們周圍的時空。因為物質在大尺度上的分布是均勻的,而且無論在宇宙的什麽地方觀察,結果都是壹樣的,這就叫各向同性。

根據大爆炸理論,宇宙是有限的,宇宙沒有邊界,所以宇宙沒有中心。在壹個無限有界的宇宙中,空間應該是封閉的,類似於壹個封閉的二維球體,宇宙中的星系分布在壹個三維的超球體上。

比如生活在二維球體上的螞蟻,只要不離開球體,無論往哪個方向爬,都永遠找不到邊界。當這個球體相對於螞蟻來說足夠大的時候,螞蟻就會認為自己的世界是平的。就像我們生活在地球上壹樣。如果球面是無限的,那麽球面可以看作是無限延伸的平面。

正是由於時空曲率的影響,我們認為光在真空中是直線傳播的,但實際上它是沿著空間中的測地線傳播的。我們的宇宙如此之大,以至於我們很難確定宇宙的形狀。

綜上所述,按照當前科學界的主流觀點,我的宇宙是動態的、封閉的、有限無界的、均勻的、各向同性的。

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