我们已知的宇宙中心到底在哪里?
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仰望晴朗的夜空,你会看到各个方向的星星。感觉就好像你是宇宙的中心。但是真正的宇宙中心在哪里?
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事实上,宇宙没有中心。自从137亿年前宇宙大爆炸以来,宇宙一直在膨胀。爆炸从一个中心点炸开。宇宙的开端非常紧凑和微小。宇宙炸开后宇宙中的每一个点都同样地膨胀,直到今天。所以如果没有原点,宇宙就没有中心。
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一种思考方法是想象一个二维的蚂蚁,它生活在一个完美的球形气球的表面。从蚂蚁的角度来看,表面上到处都是一样的。球体表面没有中心,也没有边缘。
如果你给气球充气,蚂蚁会看到它的二维宇宙膨胀。在表面画的小点,它们会相互远离,就像我们真实宇宙中的星系一样。
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对于这个二维宇宙中的蚂蚁,任何与气球表面垂直延伸的三维空间——比如气球的中心,都没有物理意义。
它只知道可以向前和向后。俄亥俄州立大学的天体物理学家Barbara Ryden说。“但它没有上上下下的概念。”
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我们的宇宙是二维气球宇宙的三维版本。但是与气球的类比,它的表面积是有限的,代表了一个有限的宇宙,这是宇宙学家们还不能确定的问题。由于宇宙大爆炸以来光的传播距离有限,宇宙学家的观测只能有限地观测宇宙,但整个宇宙则可能是无限的。
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如果是这样的话,那么你可以用一个扁平的、膨胀的橡皮布来代替气球。如果你想想象一个三维的宇宙,像一个无限的葡萄干面包在不断地膨胀。在这种情况下,葡萄干代表了相互远离的星系。如果宇宙是无限的,它就没有中心。
宇宙是平坦的还是弯曲的,取决于宇宙中的质量和能量总量。如果宇宙的质量和能量密度正好在所谓的临界密度上,那么宇宙就会像一张纸一样平,以稳定的速度膨胀。
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但是如果密度更高,宇宙就会像气球一样弯曲。密度增加所带来的额外引力会减缓宇宙膨胀,最终导致这种增长停滞。
与此同时,在小于临界密度的情况下,宇宙膨胀将会加速。在这种情况下,宇宙会有负曲率,形状有点像马鞍。然而,它仍然是无限的,因此没有一个中心。
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到目前为止,理论上的想法和观察——比如宇宙微波背景辐射,大爆炸后的余辉——指向了一个非常平坦的宇宙。但是宇宙学家仍然不能确定宇宙是否真的是平坦的,或者如果曲率是如此之大,宇宙只会看起来是平的——就像地球表面是平的一样。
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宇宙没有中心,观察星系群分布的,宇宙微波背景揭示了同样宇宙,当你把它缩小到足够远的时候,到处都是一样的。
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纵观历史,人类曾错误地认为我们是在宇宙的中心或靠近宇宙的中心——无论是那个中心---地球,太阳,甚至是银河系。但不管我们人类认为自己有多特别,宇宙迄今为止都表现出了不同的样子。
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