宇宙究竟有多大，也許你從沒想過這樣一個問題。因為相對于人類來說，宇宙太龐大了?？墒强茖W家們卻對這個問題十分好奇，他們從側面推斷了一下，宇宙究竟有沒有邊界。

1、宇宙的尺度

我們并非居于宇宙的中心，但是我們確實居于可觀測宇宙的中心。這個宇宙是一個直徑約為930億光年的球體，這個星球上沒有人知道其究竟有多大。它或許是無限的，也或許它確實擁有某種邊界，也就是說如果你旅行的時間足夠長，最終將回到你出發(fā)的地方，就像在地球上那樣，類似在一個球體的表面旅行。

科學家們對于宇宙具體的形狀和大小數(shù)據存在分歧，但是至少對于一點他們可以進行非常精確的計算，那就是我們可以看得多遠。真空中的光速是一個定值，那么由于宇宙自誕生以來大約經歷了137億年，這是否就意味著我們最遠只能看到137億光年遠的地方呢？

答案是錯誤的。這個宇宙的最奇特性質之一便是：它是不斷膨脹的，并且這種膨脹幾乎可以以任何速度進行——甚至超過光速。這就意味著我們所能觀測到的最遠的天體事實上遠比它們實際來的近。隨著時間流逝，由于宇宙的整體膨脹，所有的星系將離我們越來越遠，直到最終留給我們一片空寂的空間。

奇異的是，這樣的結果使我們的觀測能力被“強化”了，事實上我們所能觀察到最遙遠的星系與我們之間的距離達到了460億光年。我們并非居于宇宙的中心，但是我們確實居于可觀測宇宙的中心，這是一個直徑約為930億光年的球體。

2、充斥著星系

這張照片是美國宇航局哈勃空間望遠鏡獲得的最深邃的影像之一?？茖W家們讓哈勃望遠鏡對準天空中的一小塊區(qū)域進行長時間的曝光——長達數(shù)月，盡可能地捕獲每一個暗弱的光點。圖中包含有1萬個星系，從局部放大圖中，還可以看到一些星系的細節(jié)。當你看著這些遙遠的星系，你可能沒有意識到自己正在遙望遙遠的過去，你所看到的這些星系都是它們在130億年前的樣子，那幾乎是時間的盡頭。如果你更喜歡空間的描述，那么這些星系離開我們的距離是300億光年。

宇宙處于不斷的膨脹之中，但與此同時科學家們對于宇宙尺度的測量精度也在不斷提高。他們很快找到了一種絕佳的描述宇宙中遙遠天體距離的方法。由于宇宙在膨脹，在宇宙中傳播的光線的波長將被拉伸，就像橡皮筋被拉長一樣。光是一種電磁波，對于它而言，波長變長意味著向波譜中的紅光波段靠近。于是天文學家們使用“紅移”一詞來描述天體的距離，簡單地說，就是描述光束從天體發(fā)出之后在空間中經歷了多大程度的膨脹拉伸。

一個天體的距離越遠，它在傳播的過程中波長被拉伸的幅度越大，光線也就越紅。如果使用這種描述方法，那么你可以說這些遙遠的星系的距離大約是紅移值Z=7.9，天文學家們立刻就會明白你所說的距離尺度。

3、最遙遠的天體

這張圖像中間部位那個不太顯眼的紅色模糊光點事實上是一個星系，這是人類迄今所觀測到的最遙遠天體。美國宇航局哈勃空間望遠鏡拍攝了這張照片，這一星系存在的時期距離宇宙大爆炸僅有4.8億年。

這一星系的紅移值約為10，這相當于距離地球315億光年?？雌饋磉@一星系似乎非常孤單，在它的周圍沒有發(fā)現(xiàn)與它同時期的星系存在。這和大爆炸之后大約6.5億年時的情景形成鮮明對比，在那一時期，天文學家們已經找到大約60個星系。

4、最遙遠的距離

天文學家能夠觀測到的最遙遠的光線名為“宇宙微波背景輻射”。這是抵達地球的最古老的光子，它們幾乎誕生于宇宙大爆炸發(fā)生的時刻。在大爆炸發(fā)生后的短時間內，宇宙非常小，因此相當擁擠，物質太過稠密，以至于光線無法長距離傳播。但在宇宙誕生之后大約38萬年之后，宇宙已經變得足夠大，光線第一次可以自由地傳播。

這時發(fā)出的光是我們今天所能觀測到的最古老的光線，是宇宙的第一縷曙光，它存在于宇宙的每一個方向，無論你把望遠鏡指向哪個方向，都可以觀測到它的存在。宇宙微波背景輻射就像一堵墻，我們最遠也只能看到墻這一側的風景，卻絕無辦法穿墻而過。

5、星系蝴蝶圖

天文學家們向宇宙張望，他們注意到宇宙中的星系分布并非呈現(xiàn)隨機狀態(tài)，由于引力的作用，星系傾向于相互接近，從而形成規(guī)模巨大的聚合體，如星系團，超星系團，大尺度片狀結構乃至所謂的巨壁。天文學家們開始著手記錄這些星系在三維空間中的位置，他們很快成功地制作出較近距離范圍內星系的三維分布圖，這是一項令人驚嘆的成就。

6、鄰近的超星系團

在距離地球比較近的空間內，天文學家們的了解相對而言就會多一些。我們現(xiàn)在知道在距離地球約10億光年的距離內存在一個超星系團的海洋。這些是被引力作用聚集在一起的大量成員星系。我們的銀河系本身是室女座超星系團的成員，這個超星系團正位于這張圖像中央位置。在這個巨大的超星系團結構中，我們的銀河系毫無特別之處，它只是位于一隅之地的普通成員星系而已。在這一宏偉結構中占據統(tǒng)治地位的是室女座星系團，這是一個由超過1300個成員星系組成的龐大集團，其直徑超過5400萬光年。

7、暗物質和暗能量

宇宙中另一個令人吃驚的事實是：占據宇宙大部分的成分我們卻完全看不到。暗物質是一種神秘的存在，科學家們認為它們遍布宇宙各處，但是我們卻看不到也摸不著。它們和光以及任何種類的電磁波都不發(fā)生作用，而這正是人類賴以探測宇宙的基礎工具。不過它會產生引力，通過它對周遭空間施加的引力效應，科學家們能夠感受到它們的存在。

8、宇宙之網

星系巡天的結果顯示我們的宇宙似乎呈一種“泡沫網狀”結構。幾乎所有的星系都分布在狹窄的“纖維帶”上，而在它們的中間則是巨大的空洞，天文學上稱為“巨洞”。這些巨洞的體積巨大，有些直徑可達3億光年，其中幾乎空無一物。但是這樣說并不正確，因為盡管我們看上去那里確實是什么也沒有，但實際上這里充斥著暗物質。

這里這張圖是計算機模擬的結果，它顯示我們的宇宙呈現(xiàn)一種纖維網狀結構，其中分布著節(jié)點、纖維帶和層。這種復雜結構的起源來自宇宙微波背景輻射中微小的漣漪，這是其中密度微小變化的體現(xiàn)。隨著宇宙膨脹，這些微小的高密度區(qū)逐漸吸引更多的物質向其聚集，這種效應持續(xù)上百億年，其結果是驚人的——它造就了我們今天所見的宇宙。

這些現(xiàn)象就是我們目前探索出來的成果，可以從側面反映出宇宙的邊界、宇宙的大小。但是這也并不能明確地說明宇宙究竟有多大，所以探索還在繼續(xù)。

資料來源：知乎網