可观测宇宙的大小，是如何计算出来的？有人说人类所观测到的太阳系以外的天体都不是它们现在的样子，那观测的意义又是什

本文目录

• 可观测宇宙的大小，是如何计算出来的
• 有人说人类所观测到的太阳系以外的天体都不是它们现在的样子，那观测的意义又是什么
• 地球是可观测宇宙的中心吗为什么
• 怎么观测原子核
• 为什么可观测宇宙之外永远不可观测
• 想买个天文望远镜来观测黑洞，买什么型号的好
• 为什么观测会引起坍塌

可观测宇宙的大小，是如何计算出来的

可观测宇宙

要理解“可观测宇宙”这个概念，我们得先从一个观念说起。我们举个常见的例子：照镜子。

虽然看着是简单的照镜子，但你想过没有，镜子里面真的是你么？或者可以这么问，镜子里的你是现在的你么？

如果你仔细思考一下这个问题，得出的答案很简单，镜子里的你其实是过去的你。

之所以会这样，是因为“光速”，你的脸到镜子，以及镜子的像再到你的眼睛里，是有一段距离的，而光走过这段距离是需要时间的。因此，你看到的其实是过去的自己。通过这个简单的例子，我们就会发现一个问题，如果我们是通过光（电磁波）来进行观测的，那么，我们能观测到的距离和时间是有关系的，时间越长，能观测到的距离就越长，简单来说就是距离等于光速乘以时间。

那可观测宇宙是什么意思呢？说白了就是人类理论上所能看到的最大的范围。我们现在也知道，宇宙并非是永恒的，而是有一个开端，被我们称为宇宙大爆炸。

这个事情发生在138亿年前，也就是说，如果从这个时间算起，通过光速乘以时间，我们可以知道，我们可观测到的范围是以138亿光年为半径的宇宙。意思是说，我们能看到最远的光，它距离我们138亿年光年的恒星发出的光，这时候恰好能达到地球被我们观测到。

不过呢，事情远没有这么简单，这么说吧，目前我们通过观测和计算得到的可观测宇宙的半径是465亿光年，这也要远大于138亿光年，那为什么会这样呢？

宇宙的膨胀效应

这其实是因为宇宙在膨胀，这个膨胀是空间膨胀，宇宙部位的空间都在以同样的方式等比例地膨胀。这就会使得光从远处传播过来的距离变长的，所需的时间也就长了，就像下图这样，可能星系在早期宇宙距离我们1万光年的距离，这个时候已经距离我们10万光年了。

（当然实际要比这夸张多了，我们能看到的最远的光，其实早期只距离我们地球只有4200万光年。）

于是，我们不得不把宇宙的膨胀效应考虑在内。但同时还存在一个问题，宇宙早期是不透明的，光子一直和各种粒子互相乱撞，没有办法自由的在宇宙空间中传播开来，主要的原理就是温度特别高，这有点类似于我们现在说的等离子态。

随着温度逐渐下降，到宇宙38万岁时，这时候光子才开始在宇宙中传播，也就是说，我们能够计算得到的结果，是从宇宙大爆炸之后的第38万年至今的情况。这个通过计算可以得到的结果是半径为461亿光年。

引力波和中微子

你会发现，这个结果和最终的465亿光年还相差了4亿光年，那到底是咋回事呢？

其实，虽然通过光子已经无法观测到宇宙早期的前38万年，但这并不意味着我们就永远看不到了。我们还有其他的办法，那就是引力波和中微子。

引力波是不会受到早期宇宙中物质的状态所影响的，它从宇宙大爆炸之后就开始在宇宙中传播，根本不需要等到38万年后。而中微子也是宇宙早期形成的粒子，由于它不参与强相互作用力和电磁力。因此，中微子具有超强的穿透力，所以它类似于引力波一样，可以在宇宙大爆炸之后不到一秒的时间内就开始在宇宙传播了。

由于引力波和中微子的出现，我们可以再把前38万年的时间也考虑在这内，当然也要把空间膨胀也考虑在内，这就得得出4光年的结果，也才有后来的可观测宇宙半径465亿光年的结果。

最后，我们来总结一下，我们目前能看到的可观测宇宙半径是465亿光年，其中461亿光年是考虑了宇宙膨胀以及温度的问题，我们理论上可以看到的宇宙早期的光是从当时距离地球位置4200万光年处发出的，由于宇宙膨胀效应，如今它距离我们461亿光年。但这也只是宇宙38万岁时发出的光，如果通过观测引力波和中微子，它们从宇宙诞生之初就开始在宇宙传播了，那这个距离就可以再进行延伸，延伸4亿光年，加起来就是465亿光年。

有人说人类所观测到的太阳系以外的天体都不是它们现在的样子，那观测的意义又是什么

感谢悟空邀请。

应该把问题改成人类看到的任何物体都是它以前的样子，但是是0.00001秒前、还是一亿年前就不一定了，这主要取决于和我们之间的距离。

产生这种结果主要是由人眼睛看东西的原理决定的，我们看见的任何物体都是因为它们表面发出光或者反射光到达我们的眼睛，最终才能在大脑中成像。

虽然光速很快、宇宙最快，但是只要有距离那么就会消耗时间。站在你前边一米远处的人，你看的是他身体1/30万公里秒之前反射的光，所以是他之前的样子。那么天文上用望远镜拍摄观测天体其实是相同的道理，你看到的100光年外的恒星，那么就是它100年前的样子。你看到的1亿光年外的天体，它也许现在已经不在了。

所以有一种说法认为我们的眼睛其实是在看宇宙给我们放的录像。

那么观测的意义又是什么哪？

天文学家观测外太空的天体，可以帮助我们了解我们的太阳。宇宙中的所有天体不会全都处在同一个阶段，那么统一时间观测多个不同阶段的恒星，那么就相当于在同一时间了解了一颗恒星从形成到死亡的整个过程。这我们才知道太阳的寿命是100亿年，在进入红巨星时代前会经历激烈的氦闪，所以地球要逃跑、要流浪。
哈勃太空望远镜的继承者韦伯太空望远镜具有更先进的技术，更大的口径，那么它就能观测到更远的位置。按照主流观点认为我们的宇宙起源于138.2亿年前的宇宙大爆炸，那么既然我们看见的是天体过去的样子，那我们能不能看看宇宙年轻的时候？

答案是可以的，韦伯太空望远镜就有这样的科学任务，能观测到宇宙婴儿时期。所以说这样也挺有意义的！

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地球是可观测宇宙的中心吗为什么

地球是可观测宇宙的中心吗？如果不是请说明原因？

我们人类对宇宙的认知，是一个不断深化的过程，而推动这个过程的驱动力量取决于科学理论和探测技术的持续飞跃。从古代借助肉眼观察星空，到近代发明望远镜看到更远处的天体，再到通过光谱红移知道了宇宙膨胀的事实，最终我们得出了可观测宇宙的概念，从这个过程我们可以看出，“可观测”这个词是以人类的视角出发的，我们看不到的地方或者接收不到信息的地方，则不在可观测的范围之内。而我们人类的观点，基本上都是以地球为承载中心展开的，因此从这个角度出发，可观测宇宙的中心自然而然的是地球无疑。

可观测宇宙的范围是如何确定的呢？这里面涉及到光的运行和宇宙膨胀两者关系的问题，即这两个运动本身速度的对比。关于光速的测定，从17世纪开始，很多科学先驱就作过很多种实验来证明光是具有一定速度的，比如丹麦天文学家罗默通过观测从木星的卫星食现象发生的时间差，与地球轨道直径的关系中计算出了光速；英国天文学家布莱德雷通过恒星视位置的周期性变化测算出了光速；另外还有包括光线反射、旋转齿轮、旋转镜等大地测量方法，到现代进行修正光速的微波谐振腔法、激光测距法等等，最终在1975年国际计量大会上确定了光速值为299792.458公里每秒。

爱因斯坦在提出狭义相对论以后，其中一条基本前提就是光速不变原理，认为所有的物体运动物理性质不会因为参照系的不同而发生改变，同时光速在不同的惯性参照系内速度始终保持不变，所有物质的运动速度都不会超过光速。根据狭义相对论，确立了物体运动状态的改变，会对其运动过程中所经历的时间和空间状态产生改变，由此推导得出在物理学领域应用广泛的质速方程、质能方程以及尺缩、钟慢效应方程，对人类深入认识宏观宇宙的发展和演化提供了理论依据。

在宇宙膨胀方面，人们一开始认为宇宙是一个始终处于静态的状态，还

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