我們生活在宇宙之中，浩瀚的宇宙充滿了神秘，你對宇宙了解多少呢？

這些關(guān)于宇宙的奧秘你知道嗎？

宇宙的年齡是多少？

在一個多世紀之前，如果你問科學家：“宇宙年齡是多少？”回答多半是“無限大”。因為那時候的人們還無法估算宇宙的年齡，只好這么回答。既然無限大，那就沒有開始也沒有終結(jié)。

到了1927年，比利時天體物理學家喬治·勒梅特根據(jù)廣義相對論計算得出，宇宙不是靜止的，而是不斷膨脹的。

那么假如將膨脹的宇宙倒溯回去，會發(fā)生什么呢？人們很自然地想到，必定有那么一個時刻，宇宙是一個極其微小的“原始原子”。這個“原始原子”就是宇宙的起點，“原始原子”存在的時刻，就是宇宙誕生的時刻。

1932年，勒梅特首次向公眾發(fā)表宇宙大爆炸理論。他認為，整個宇宙最初聚集在一個“原始原子”中，后來發(fā)生了大爆炸，碎片向四面八方散開，最終形成了現(xiàn)在的宇宙。其他科學家完善了這個理論。

根據(jù)宇宙大爆炸理論，人們向前倒溯計算得出，宇宙大爆炸發(fā)生在大約138.5億年前，這就是宇宙的年齡?？紤]到誤差，目前一般認為，宇宙年齡的范圍在120億至145億年之間。

小貼士

勒梅特曾經(jīng)研究過三體問題。沒錯，就是科幻小說《三體》中的三體問題，2024年1月的“科幻魔方”對其進行過介紹。

宇宙有多大？

從古至今，有無數(shù)人曾經(jīng)提出這個問題：宇宙到底有多大呢？

人們曾經(jīng)提出過許多種測量宇宙大小的方法。比如，人們發(fā)現(xiàn)恒星的亮度和距離相關(guān)，越遠的星就越暗。根據(jù)恒星的亮度就可估算它的距離。

2024年5月30日，天文學家利用詹姆斯·韋布空間望遠鏡，發(fā)現(xiàn)了一個距離地球大約135億光年的星系，這是宇宙誕生后約3億年就形成的星系，是目前人類發(fā)現(xiàn)的最遙遠的星系。

那么，宇宙的邊緣是不是距離我們大約135億光年呢？

不是的。要知道，宇宙從誕生起一直在加速膨脹。也就是說，當這個星系發(fā)出的第一束光，在馬不停蹄地趕往地球期間，由于宇宙的膨脹，地球也會遠離這個星系?？茖W家結(jié)合宇宙膨脹速度進行計算，估計整個可觀測的宇宙直徑大約是930億光年。

這是宇宙的大小嗎？

并不是，這只是人類可以觀測到的宇宙，真實的宇宙遠不止這么大。

那么宇宙到底有多大？誰也無法回答這個問題，有人估計整個宇宙的半徑超過11.5萬億光年。

宇宙有多重？

估算出了宇宙有多大之后，利用公式“大小×密度=重量”，就可以算出宇宙有多重。要想知道宇宙的密度，必須要算出宇宙中有多少物質(zhì)。

這個問題長期以來一直困擾著宇宙學家，主要是因為有太多的物質(zhì)是看不見的。

宇宙中除了人們能直接觀測到的恒星、星云等外，更多的其實是那些無法用常規(guī)手段進行探測的暗物質(zhì)和暗能量。

暗物質(zhì)是可能存在于宇宙中的一種不可見的物質(zhì)。這種神秘的物質(zhì)能夠束縛住星系和星系團，使它們不會解體。

暗能量則是一種驅(qū)動宇宙運動的能量。正常來說，因為宇宙中的物體之間存在萬有引力，所以當宇宙膨脹到一定程度時，由于引力的原因，膨脹速度會越來越慢?？墒聦嵤怯钪媾蛎浀乃俣仍絹碓娇欤虼擞腥颂岢?，宇宙中存在大量無法探測到的暗能量，它們推動著宇宙加速膨脹。

天文學家估計，宇宙中總的物質(zhì)構(gòu)成比例大致是：普通物質(zhì)占約5%，暗物質(zhì)占約27%，暗能量占約68%。

有科學家認為，宇宙的平均密度為9.9×10^-27千克/立方米，可觀測宇宙的總質(zhì)量為3.5×10⁵⁴千克，整個宇宙的總質(zhì)量至少可達5.3×10⁶¹千克。

美國物理學家愛德華提出一個非常奇特的理論，他認為整個宇宙的質(zhì)量只有28克。他的理論簡單來說，就是宇宙中存在正能量和負能量，會相互抵消，因此宇宙的凈質(zhì)量只有28克。

小貼士

物質(zhì)和能量

根據(jù)愛因斯坦的相對論，物質(zhì)和能量是一體的，可以相互轉(zhuǎn)換。原子彈就是因為原子發(fā)生質(zhì)量虧損，瞬間釋放出了巨大的能量。

宇宙是什么形狀的？

這又是一個讓人百思不得其解的難題。目前關(guān)于宇宙形狀的理論主要有以下幾種：

不管宇宙整體上是什么形狀的，如果我們只取非常小的一塊，那么這一小塊都可以近似地看成是平坦的。就像我們在一個很大的球體表面取非常小的一塊，就可以將這小塊近似看成是平坦的。人們目前可觀測到的宇宙可以認為是平坦的，許多物理學和天文學研究都是基于此而進行的。

宇宙有多少個？

在不少科幻作品中，宇宙有許多個，有不少科學家也認為宇宙不止一個，被稱為“多元宇宙”理論，這些宇宙被稱為“平行宇宙”。

對于多元宇宙理論，你可以這樣想象：一個宇宙就像一個大泡泡，宇宙“泡泡”的數(shù)量很多，甚至是無窮無盡的。每個宇宙“泡泡”中的東西，都跟我們所處的宇宙有天壤之別。在不同的宇宙“泡泡”中，不僅存在的粒子和物理學常數(shù)可能不一樣，甚至物理學規(guī)律都可能不同。

關(guān)于多重宇宙的理論，并不是科幻小說家的想象。有科學家曾提出一個理論：在宇宙大爆炸的時候產(chǎn)生了兩個宇宙，是鏡像對稱的。2016年3月，南極脈沖瞬態(tài)天線（ANITA）探測到了一個高能粒子。它不是從太空來，而是從地球上冒出來的。紐約城市大學物理與天文系的專家根據(jù)上述理論和現(xiàn)象，發(fā)表了一篇很有趣的論文，提出：這個粒子可能就來自那個鏡像對稱的宇宙“泡泡”。

宇宙什么時候“死亡”？

對于宇宙的終結(jié)，科學家提出了多個假設(shè)。

由于存在暗能量，宇宙將會永遠膨脹下去。之后會產(chǎn)生以下幾種可能：

可能一：如果暗能量是個常數(shù)，不會改變，那么宇宙會持續(xù)膨脹，變得越來越大，星系團彼此離得越來越遠，最后宇宙會變得無比空曠，這叫作“熱寂”或“大凍結(jié)”。到那時，宇宙就會徹底“死亡”。

可能二：如果暗能量不斷增強，那么宇宙的膨脹會不斷加速，最終將迎來“大撕裂”，不僅恒星、星系，甚至分子、原子都會被撕開。

可能三：宇宙隨時可能終結(jié)并發(fā)生翻天覆地的變化，成為完全不同的宇宙。

不可思議的“宇宙”

將一張厚0.1毫米的紙折疊103次后，厚度甚至會超過可觀測宇宙的范圍。

圍棋棋盤共有361個交點，黑白兩子輪流下，每次只下一子，圍棋的總下法數(shù)甚至比可觀測宇宙中的所有原子數(shù)還要多。