“宇宙”一词,最早大概出自我国古代著名哲学家墨子(约公元前468-376)。他用“宇”来指东、西、南、北,四面八方的空间,用“宙”来指古往今来的时间,合在一起便是指天地万物,不管它是大是小,是远是近;是过去的,现在的,还是将来的;是认识到的,还是未认识到的……总之是一切的一切。
从哲学的观点看。人们认为宇宙是无始无终,无边无际的。不过,对这个深奥的概念我们不打算做深入的探讨,还是留给哲学家们去研究。我们不妨把眼光缩小一些,讲一讲利用我们现有的科学技术所能了解和观测的宇宙,人们把它称为“我们的宇宙”或“总星系”。
从最新的观测资料看,人们已观测到的离我们最远的星系是130亿光年。也就是说,如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出,那么要经过130亿年才能到达地球。这130亿光年的距离便是我们今天所知道的宇宙的范围。再说得明确一些,我们今天所知道的宇宙范围,或者说大小,是一个以地球为中心,以130亿光年的距离为半径的球形空间。当然,地球并不真的是什么宇宙的中心,宇宙也未必是一个球体,只是限于我们目前的观测能力,我们只能了解到这一程度。
在这个以130亿光年为半径的球形空间里,目前已被人们发现和观测到的星系大约有1250亿个,而每个星系又拥有像太阳这样的恒星几百到几万亿颗。因此只要做一道简单的数学题,你就不难了解到,在我们已经观测到的宇宙中拥在多少星星。地球在如此浩瀚的宇宙中,真如沧海一粟,渺小得微不足道。
科学家已经达成共识,我们的宇宙是由一个果壳状的瞬子创生而来的,而在瞬子上的量子理论所能允许的时空和物质的最小涨落,也就是果壳上的皱纹,即是宇宙中的诸如星系团、星系甚至生命的一切结构的起源。霍金是这个学说的主要创立者。他认为宇宙的边界条件是宇宙没有边界,这样就真正科学地实现了宇宙“无中生有”的场景。 在爱因斯坦提出广义相对论和哈勃发现红移定律亦即宇宙膨胀之前,人们认为时间从无限的过去流往无限的将来,因果之链也就这么从过去延伸到将来。这是牛顿的时间观。在牛顿发现万有引力定律之后,本来他就可以预言宇宙要么膨胀,要么收缩,但是他不知如何处理无限空间的物质分布的引力效应,以及囿于头脑中的神学残余,于是他就将这个问题留给造物主。尽管他在《原理》的后卷扉页上写下了雄心万丈的话:“我要开始论述宇宙的体系”,其实他做的只是研究星体运动,而未触及宇宙的演化。 在牛顿之前和之后,圣奥古斯丁和康德都对时间进行过纯思辨的思考。康德在《纯粹理性批判》中阐述了时间是有限还是无限的二律背反。而更早得多的圣奥古斯丁则认为宇宙是从和现状大致相同的状态创生于有限的过去。而他思想的可贵之处在于,他认为上帝在创生宇宙之前无事可做,这反而和现代宇宙学观点非常接近。 相对论和量子论是二十世纪最伟大的科学成就。尤其是前者,他完全是人类智慧的伟大构筑。所以在《果壳中的宇宙》的第一章相对论简史中主要是关于爱因斯坦的生平。量子论则是实验观测的被动产物,它的含义迄今还解释不清。在广义相对论中,时空不再是一个被动的背景,而是宇宙演化的主动参与者。物质分布使时空弯曲。现在再去侈谈宇宙之外的空间和时间,对这些概念进行所谓的思辨,只能是倒退到圣奥古斯丁之前。牛顿的时空观是一个虚幻,而虚幻的惟一功能是对软弱者的安慰。 爱因斯坦的引力论是将万有引力归结为时空的曲率。那么时空能否被弯曲得这么厉害,以至于人们可以返回到过去改变历史呢?严格的科学计算指出,这是不可能的。 那么关于预言将来的能力呢?现在看来它至少在三个层次上受到限制。第一是动力学系统的混沌行为,使得拉普拉斯意义上的决定性在实际上是不可能实现的。第二,在量子力学中状态是由波函数描述的,海森堡的不确定性原理使得经典意义上的决定性被减半。第三,不平凡的时空拓朴,使波函数被密度矩阵所取代,就在这里引进了热力学意义上的随机性。 宇宙的未来是怎样的呢?如果我们承认科学定律的普适性和无穷威力,则不管人类的雄心有多大,毕竟要受环境和人口问题的限制,我们不能和这些限制做无望和愚昧的搏斗。人类只能采用一种明智和节制欲望的生活方式。 从《时间简史》首版以来的十年间,相对论家、宇宙学家和粒子物理学家通力合作,在寻找宇宙最核心的万物理论上取得长足进展。但和人们以往期望不同的是,我们可能不再具有统一理论的惟一表述,这正如不能用一张地图描绘整个地球表面一样。这种所谓的M-理论把五种弦理论在一个单独的理论框架中统一起来。超引力和五种超弦理论是在不同情形下对自然的方便的近似。但是M-理论的整体概况还是不很清楚。 我们的宇宙很可能是高维空间中的一个四维膜,我们的宇宙果壳也就更加神奇。困扰天体物理学家多年的暗物质很可能是影子星系的贯穿高维空间到达我们星系的引力效应,引力的近距效应和牛顿定律有偏差等等。四维膜之外的高维空间的行为如何?是个饶有兴趣的问题。但是只要它们对膜世界具有相同的效应,对于它们的区别就没有意义。 量子宇宙学家就相信无中生有的场景而言是彻底的无神论者,就科学的方法论而言是不可救药的实证主义者,而就沉迷于宇宙和理论的美而言,又是泛神论者。 此书也许是第一部以十几种文字在全球同步发行的科学著作。九月十九日,他的秘书凯伦·赛蒙女士将霍金致中国读者的问候传给我: I would like to share my excitement at recent discoveries on black holes and cosmology with Chinese readers. (“我愿意和中国读者分享对黑洞和宇宙学最近发现的激动。” ) 宇宙学走过了极其漫长的岁月,一代代哲人的智慧和辛劳使人类的宇宙观臻于如此澄明的境界,回顾这一切,我们这些膜世界上的生灵们倍感自豪!
不断膨胀ING 它是以光速膨胀的,就像是个气球 我听说的是,宇宙膨胀到一定大的时候,会猛然向内收缩,温度猛升,收缩到一个点,然后再次大爆炸 宇宙有多大? “宇宙”一词,最早大概出自我国古代著名哲学家墨子(约公元前468-376)。他用“宇”来指东、西、南、北,四面八方的空间,用“宙”来指古往今来的时间,合在一起便是指天地万物,不管它是大是小,是远是近;是过去的,现在的,还是将来的;是认识到的,还是未认识到的……总之是一切的一切。从哲学的观点看。人们认为宇宙是无始无终,无边无际的。不过,对这个深奥的概念我们不打算做深入的探讨,还是留给哲学家们去研究。我们不妨把眼光缩小一些,讲一讲利用我们现有的科学技术所能了解和观测的宇宙,人们把它称为“我们的宇宙”或“总星系”。从最新的观测资料看,人们已观测到的离我们最远的星系是130亿光年。也就是说,如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出,那么要经过130亿年才能到达地球。这130亿光年的距离便是我们今天所知道的宇宙的范围。再说得明确一些,我们今天所知道的宇宙范围,或者说大小,是一个以地球为中心,以130亿光年的距离为半径的球形空间。当然,地球并不真的是什么宇宙的中心,宇宙也未必是一个球体,只是限于我们目前的观测能力,我们只能了解到这一程度。在这个以130亿光年为半径的球形空间里,目前已被人们发现和观测到的星系大约有1250亿个,而每个星系又拥有像太阳这样的恒星几百到几万亿颗。因此只要做一道简单的数学题,你就不难了解到,在我们已经观测到的宇宙中拥在多少星星。地球在如此浩瀚的宇宙中,真如沧海一粟,渺小得微不足道。人类所认识的宇宙有多大,宇宙蕴藏着所有的物质,其中包括人类已发现的能量和辐射,也包括人类所知道并相信存在于太空内的一切一切。宇宙中有数以亿计的天体,这些天体都是十分巧妙而有规律地相互组合的,大多数的星体构成星系,比如我们的太阳系就是。星系再构成银河系。宇宙中最少有10万个大大小小的银河系。宇宙空间是十分广阔的,光在一秒钟内可走30万千米,单是我们地球所在的银河系,跨幅的阔度就有10万光年。宇宙中有10万个银河系,那么,宇宙究竟又有多大呢?大家不妨算算吧。为了说明宇宙的范围,科学家们做了推算,130万个地球的体积仅相当于太阳的体积,而与太阳相当的恒星,在银河系中可达2000多亿颗。如果把宇宙看做是一个半径1千米的大球,银河系则只有药片那么大,位于球心附近。在实际观测中,人们使用高倍的射电望远镜,搜索到了200亿光年以外的类星体天狼巨星,这是目前人类能确实掌握的最远的星体,也是人们认识宇宙的最大范围,当然,它还不是宇宙的实际边缘。因为人类的认识能力是有限的。
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。
130亿光年,是目前看到最远的距离.但宇宙的边际由于技术的限制,好没有找到