有人在網絡上,提出了這樣一個問題:按照人類目前的科技水平,連直徑2光年的太陽系都飛不出去,又是如何知道,可觀測宇宙直徑有930億光年的?這是一個非常好的問題,同時也引發了我們的思考。就是宇宙的可觀測直徑,到底是怎么計算出來的?

1912年,美國天文學家亨麗愛塔?勒維特,在研究麥哲倫星云時,發現了一個規律:既造父變星的亮度變化周期,與光變周期成正比。這種堪稱“標準燭光”的發現,讓人類第一次擁有了,測量遙遠星系距離的標尺。
很多人可能并不理解,造父變星是什么?簡單來說,就是一類亮度隨著時間,呈現周期性變化的恒星。這種方法的核心,是將天體的表觀亮度與實際亮度進行對比。

時間來到1924年,天文學家埃德溫?哈勃,利用當時世界最大的100英寸望遠鏡,在仙女座星云中找到了造父變星。通過測量其變光周期,他計算出仙女座星云,距離地球約254萬光年。
這個結果,讓整個天文學界都感到震撼。埃德溫?哈勃證明了在銀河系之外,其實還有大量的星系存在。此后,造父變星成為天文學家,測量星系距離的“黃金標準”,幫助科學家繪制出了首張宇宙星系地圖。

時間又過了5年,也就是1929年的時候,埃德溫?哈勃通過分析星系光譜紅移現象,提出了哈勃定律。他發現,星系光譜的紅移量與其距離成正比。也就是說,距離地球越遠的星系,遠離的速度就越快。
除了星系距離的測量,宇宙微波背景輻射的發現,也為科學家測量宇宙直徑,提供了一種全新的方式。
1964年,天文學界彭齊亞斯和威爾遜,意外發現宇宙中均勻分布的微波輻射,溫度約為2.725K 。這種“宇宙大爆炸的余暉”,包含了宇宙誕生38萬年時的關鍵信息。

后來,普朗克衛星通過9年的觀測,繪制出了最精確的宇宙微波背景輻射圖譜。再結合“哈勃常數”的測量數據,科學家最終計算出,宇宙的年齡約為138億年,可觀測宇宙半徑為465億光年,直徑就是930億光年。
不過呢,宇宙膨脹導致了“宇宙地平線”的存在。超過139億光年外的宇宙天體,由于遠離速度超過光速,所以它們的光永遠無法到達地球。
目前,人類雖然已經確定了可觀測宇宙直徑,但是宇宙是否存在邊界這個問題,至今還沒有確切的答案。

根據宇宙大爆炸理論,宇宙誕生后持續膨脹,我們只能觀測到,光在138億年內傳播的距離,這就是“可觀測宇宙”。但是在這個范圍之外,可能存在更廣闊的區域,甚至多個“平行宇宙”。
不管怎么說,宇宙可觀測直徑930億光年件事,是科學家經過多種方式,觀測計算得出來的。未來,隨著科技的發展,我們對宇宙的認識將會更進一步。





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