宇宙是有限大的,它的大小究竟是多少?
根據估算,宇宙的大小是直徑920億~940億光年。這個結論是建立在宇宙大爆炸理論是正確的基礎上的。從宇宙大爆炸開始,宇宙就在膨脹,如果我們能測算出宇宙膨脹的速度,再把這個膨脹速度乘以宇宙膨脹的時間,速度乘以時間等於路程,這個路程就應該是宇宙半徑的大小了。
宇宙膨脹的速度是多少?哈勃通過天文觀測總結出了哈勃定律:宇宙當中任何一個點,遠離我們的速度正比於它與我們的距離,這樣就能估算出宇宙膨脹的速度了。下一個問題是,宇宙膨脹了多長時間呢?這個時間其實應當是宇宙的年齡。宇宙的年齡根據觀測結果,估算出來大約是138億年。
這個數字怎麽來的?因為我們通過望遠鏡能夠觀測到的最遠距離大約是138億光年:我們能觀察到的宇宙最深處的光可以傳過來被我們看見。但光的傳播是需要時間的,光速大約是每秒30萬千米。我們能觀測到的最遠距離是138億光年,就說明那個地方的光需要138億年的時間才能傳播過來被我們看見,再遠的光還沒有足夠時間傳播到地球上。也就是光最多隻有138億年的時間進行傳播,這恰恰說明了宇宙存在了138億年時間。當然還是要強調,這一切都是建立在宇宙大爆炸理論是正確的基礎之上。
既然宇宙隻膨脹了138億年,為什麽宇宙半徑不是138億光年呢?因為宇宙還在膨脹。距我們138億光年的那個點所發出的光,是138億年前發出的,也就是它138億年前就在那個位置,但是發出那個光的點要經曆宇宙的膨脹。也就是在它發出光以後的時間裏,宇宙又繼續膨脹了。因此,宇宙的大小一定比半徑138億光年大。根據哈勃定律的估算,宇宙的大小應當是半徑460億~470億光年。因此,宇宙的直徑應當在920億~940億光年之間。