可觀測宇宙

在宇宙大爆炸宇宙学中,可观测的宇宙是理论上可以从地球上看到的东西。那就是自宇宙学膨胀开始以来,有时间到达地球的光,或其他信号。可观测的宇宙是一个以观测者为中心的球形体积(一个球),不管宇宙整体的形状如何。宇宙中的每个地方都有自己的可观测宇宙,它可能与以地球为中心的宇宙重叠,也可能不重叠。

"可观测"一词并不取决于现代技术是否真的能够探测到该区域物体的辐射。它仅仅意味着原则上该物体发出的光或其他信号有可能到达地球上的观测者手中。实际上,有很多东西我们是看不到的。我们能看到光的时间最远只能追溯到粒子第一次能够发出没有被其他粒子迅速重新吸收的光子的时候。在那之前,宇宙中充满了对光子不透明的等离子体

有时,天体物理学家会区分可见宇宙(只包括自重组以来发出的信号)和可观测宇宙(包括自宇宙学膨胀开始(即现代宇宙学中的膨胀纪元结束)以来的信号)。可见宇宙的半径,约为140亿帕斯卡(约457亿光年),而到可观测宇宙边缘的彗星距离约为143亿帕斯卡(约466亿光年),约大2%。

截至2013年,对宇宙年龄的最佳估计是137.98±0.37亿年。由于宇宙的膨胀,人类观测到的天体原本离我们近得多,但现在却比静态的138亿光年距离远得多(按宇宙学正距离定义,相当于现在的彗星距离)。据估计,可观测宇宙的直径约为280亿帕斯卡(930亿光年),使可观测宇宙的边缘距离约为460-470亿光年。

哈勃超深场图像,是可观测宇宙的一个区域(左下角显示的是等效天空面积大小)。每个斑点都是一个星系,由数十亿颗恒星组成。来自最小的、最红移的星系的光起源于近140亿年前。Zoom
哈勃超深场图像,是可观测宇宙的一个区域(左下角显示的是等效天空面积大小)。每个斑点都是一个星系,由数十亿颗恒星组成。来自最小的、最红移的星系的光起源于近140亿年前。

930亿光年--或280亿帕秒--三维可观测宇宙的可视化。比例尺是这样的,细小的颗粒代表了大量超星团的集合。处女座超星团--银河系的故乡--标在中央,但因太小而无法在图像中看到。Zoom
930亿光年--或280亿帕秒--三维可观测宇宙的可视化。比例尺是这样的,细小的颗粒代表了大量超星团的集合。处女座超星团--银河系的故乡--标在中央,但因太小而无法在图像中看到。

问题和答案

问:什么是大爆炸宇宙学?
答:大爆炸宇宙学是一种科学理论,它解释了宇宙是如何开始并随着时间的推移而演变的。它指出,宇宙始于大约138亿年前的一种极热和极密的状态,即所谓的 "大爆炸"。

问:什么是可观测的宇宙?
答:一个可观测的宇宙是理论上可以从地球上看到的东西。这包括自宇宙膨胀开始以来有时间到达地球的光或其他信号。宇宙中的每个地方都有自己的可观测宇宙,它可能与以地球为中心的宇宙重叠,也可能不重叠。

问:我们能在多远的地方看到光?
答:我们能看到光的时间只能追溯到粒子第一次能够发射光子而不被其他粒子迅速重新吸收的时候。在此之前,宇宙充满了对光子不透明的等离子体。

问:可见宇宙和可观测宇宙的区别是什么?
答:可见宇宙只包括自重组以来发出的信号,而可观测宇宙则包括自宇宙学膨胀开始(膨胀时代结束)以来的信号。

问:可见宇宙的半径是多大?
答:可见宇宙的半径约为140亿帕秒(457亿光年)。

问:宇宙的估计年龄有多大?
答:截至2013年,对宇宙年龄的最佳估计是137.98±0.37亿年。

问:可观测宇宙的边缘有多远?答:可观测宇宙的边缘大约在460-470亿光年之外。

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