宇宙到底有多大宇宙外面又是什么

2025-03-03 21:46:24

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回答（1）：

这个比较复杂，涉及爱因斯坦的相对论，爱因斯坦曾提出宇宙有限而无边的理论，简单说就是宇宙相对我们地球来说有界限但却找不到它的边际。当代科技发现了宇宙的红移现象，及行星和星云的能量在朝远离宇宙中心的方向扩散，证明宇宙是在膨胀的。至于宇宙大小是有限的那么宇宙外面是什么这个问题不能简单地从空间的角度看，因为宇宙学很大程度上涉及到时间，及时空坐标系，而不是像我们现在地球上这样看物体的膨胀单单看空间体积就可以了（因为我们的速度相比较光速是可以忽略不计的）。
此外宇宙学的很多理论是得不到证明的，比如即使现在证明了宇宙是有限的，我们也不可能飞到宇宙的边际去证明。这也就是施蒂芬霍金——当代最伟大的宇宙学家始终不能获得诺贝尔奖的原因。

针对YLouis的回答的补充：
1917年，爱因斯坦发表他的第一篇宇宙论文《根据广义相对论对宇宙学所作的考察》。象他多次以一篇论文开创一个领域一样，这篇论文宣告了相对论诞生。虽然时间已经过去六十多年了，但是，这篇论文所引进的许多观念至今仍富有生命力。在探索宇宙中，爱因斯坦首先指出无限宇宙与牛顿理论二者这间存在着难以克服的内在矛盾。在原则上，根据牛顿力学不能建立无限宇宙这一物理体系的动力学。从牛顿理论和无限宇宙这两点出发，根本得不到一个自洽的宇宙模型。因此，必然是：或者修改牛顿理论，或者修改无限空间观念，或者对二者都加以修改。爱因斯坦放弃了传统的宇宙空间三维欧几里得几何的无限性。他根据广义相对论建立了静态有限无边的自洽的动力学宇宙模型。在这个模型中，宇宙就其空间广延来说是一个闭合的连续区。这个连续区的体积是有限的，但它是一个弯曲的封闭体，因而是没有边界的。
这里我不过说了通俗易懂点：）。
红移确实和“有限无边”理论是两码事。
一个天体的光谱向长波（红）端的位移叫做红移。通常认为它是多普勒效应所致，即当一个波源（光波或射电波）和一个观测者互相快速运动时所造成的波长变化。美国天文学家哈勃于1929年确认，遥远的星系均远离我们地球所在的银河系而去，同时，它们的红移随着它们的距离增大而成正比地增加。这一普遍规律称为哈勃定律，它成为星系退行速度及其和地球的距离之间的相关的基础。这就是说，一个天体发射的光所显示的红移越大，该天体的距离越远，它的退行速度也越大。红移定律已为后来的研究证实，并为认为宇宙膨胀的现代相对论宇宙学理论提供了基石。上个世纪60年代初以来，天文学家发现了类星体，它们的红移比以前观测到的最遥远的星系的红移都更大。各种各样的类星体的极大的红移使我们认为，它们均以极大的速度（即接近光速的90%）远离地球而去；还使我们设想，它们是宇宙中距离最遥远的天体。

光是由不同波长的电磁波组成的，在光谱分析中，光谱图将某一恒星发出的光划分成不同波长的光线，从而形成一条彩色带，我们称之为光谱图。恒星中的气体要吸收某些波长的光，从而在光谱图中就会形成暗的吸收线。每一种元素会产生特定的吸收线，天文学家通过研究光谱图中的吸收线，可以得知某一恒星是由哪几种元素组成的。将恒星光谱图中吸收线的位置与实验室光源下同一吸收线位置相比较，可以知道该恒星相对地球运动的情况。

红移实际上是证明史蒂芬霍金的宇宙爆炸论的有利证据。即星体的能量在朝远离中心的方向扩散。

至于史蒂芬霍金为什么不能获得诺贝尔奖，我也想说明一下史蒂芬霍金的理论已经获得大多数科学家的认可，他本人也被公认为目前最伟大的理论物理学家，注意是理论物理学家。
因为诺贝尔奖的获奖项目必须有严密的理论并且有实际成功的实验予以证明。无论是物理学奖、化学奖、生物学奖、以至经济学奖都是如此。为证明史蒂芬霍金的宇宙爆炸理论，我们不可能，也没有科技飞到宇宙的中心，实地测量那里的能量谱线，又飞到宇宙的边际，测量红移谱线，进行比对论证。这也是史蒂芬霍金一直不能得到诺贝尔奖的根本原因。

再补充：
在“有限无边”的说明中，我似乎没有提到所谓的中心一词……
至于宇宙中心，可能我应该解释一下，这实际指的是宇宙最初大爆炸的起源地。宇宙爆炸模型通俗讲就是宇宙的形成起源于一次大爆炸，而爆炸源地、也就是这里所指的宇宙中心，那里的物质密度非常的高。而宇宙的膨胀就是爆炸形成的各类星体向爆炸源的相反方向远离。目前我们是通过红移现象观察到的。这个解释与“无论在宇宙中的哪一点上，看到的周围的星体都是有红移运动的”是一致的。因为所有的星体都是在向远离中心的相反方向移动，只不过他们的红移不同罢了。

另外，简单学过相对论的都知道，如果物体的运动速度接近光速级别，那么它的空间尺寸会变小。举个例子，假设一把尺，以接近光速的速度掷出，那我们看道运动中尺的长度要比静止时短。所以在宇宙空间的讨论时，应该要考虑时间的坐标。

至于史蒂芬霍金不能获得诺贝尔奖的原因，大家各有各的想法，在此不过交流，没有必要强求同一。

或许是我的表达能力不够好，确实，宇宙就是那次爆炸形成的。这里所谓的中心，其实是指宇宙目前质量密度相对最大的地方，有点像核心区域的意思。总所周知，宇宙物质的分布是不均匀的。就好像太阳系，以太阳为中心旋转，而太阳系又位于银河系的边缘，围绕银河系旋转一样，中心的物质质量和密度是最大的。

至于宇宙空间的讨论，应该还是要考虑时间的因素。很简单，我们是站在地球的角度在讨论宇宙行星等的运动。好比上面提到的“各种各样的类星体的极大的红移使我们认为，它们均以极大的速度（即接近光速的90%）远离地球而去”。既然有速度，有红移谱线就一定有时间这个参量。速度是单位时间物体通过的距离，谱线能量计算涉及频率，而频率正是周期的倒数。这都涉及时间的参量。

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