基础与宇宙距离阶梯
可观测宇宙
站在大洋中央的一条船上,你只能看到地平线那么远——不是因为海到那里就到头了,而是因为地球的弯曲挡住了再远处的东西。可观测宇宙就是这条地平线的宇宙版:以我们为中心的一个空间球面,自宇宙诞生以来,其中的光有足够时间抵达我们。在它之外几乎肯定还有更多宇宙,但那里的光尚未到达,所以我们根本看不见。
宇宙年龄约138亿年,所以乍一想,你也许会猜我们在每个方向能看到138亿光年。其实半径约为460亿光年,因为在光赶路的同时空间本身一直在膨胀——最遥远的天体已被带到比单纯光行距离所暗示的更远处。这给出一个直径约930亿光年的球,内含约两万亿个星系。这是环绕每一位观察者的地平线:一个遥远星系里的生命,有它自己的可观测宇宙,与我们的重叠却不相同。
“可观测”这个词在这里担着关键而诚实的活儿。可观测宇宙并不是整个宇宙——它是与我们有因果联系的那部分,是其光能够到达我们的那部分。整个宇宙也许大得多,甚至可能是无限的;对于地平线之外的东西,我们无从测量。把两者混为一谈是常见的错误:当人们说“宇宙有930亿光年宽”时,他们实际上指的是可观测的那部分,也就是天体物理学唯一能直接研究的部分。
宇宙微波背景——早期宇宙的微弱余晖——几乎正来自我们可观测宇宙的边缘。它是我们能探测到的最古老、最遥远的光,标出了我们所能看见之物的实际极限。
可观测宇宙的边缘,既是空间上的地平线,也是时间上的地平线。
半径约460亿光年、大于138亿年的年龄,并不违反光速极限:没有任何东西在空间中跑得比光快。是空间本身膨胀了,把遥远的天体彼此带开。
又称
另见