直徑930億光年（可觀測），預(yù)估完全直徑1600億光年。

想要了解宇宙究竟有多大，請你試著將一枚硬幣放在你的面前。假設(shè)這枚小小的硬幣就是我們的太陽，那么另一顆代表距離太陽最近的恒星：比鄰星的硬幣就應(yīng)當(dāng)放在大約563公里之外。對于生活在中國的讀者而言，比如上海的讀者，這第二枚硬幣幾乎要擺放到山東或安徽省境內(nèi)，而對于一些小國的居民而言，這顆硬幣可能都已經(jīng)放到外國去了。

而這僅僅是太陽和距離它最近的一顆恒星而已。當(dāng)你試圖模擬更大范圍內(nèi)的宇宙空間時，就會麻煩的多了。比方說，相對于你的那顆硬幣太陽，銀河系的直徑將是大約1200萬公里，這相當(dāng)于地月距離的30倍。正如你所看到的，宇宙的尺度是驚人的，幾乎沒有辦法用我們生活中所熟知的距離尺度加以衡量。

但這并不意味著人類丈量宇宙的夢想是遙不可及的。天文學(xué)家在長期的工作研究中已經(jīng)找到一些行之有效的方法去測量宇宙的尺度。以下我們將向你呈現(xiàn)有關(guān)的內(nèi)容：

1 宇宙的尺度

我們并非居于宇宙的中心，但是我們確實居于可觀測宇宙的中心，這是一個直徑約為930億光年的球體

這個星球上沒有人知道宇宙究竟有多大。它或許是無限的，也或許它確實擁有某種邊界，也就是說如果你旅行的時間足夠長，你最終將回到你出發(fā)的地方，就像在地球上那樣，類似在一個球體的表面旅行。

科學(xué)家們對于宇宙具體的形狀和大小數(shù)據(jù)存在分歧，但是至少對于一點他們可以進(jìn)行非常精確的計算，那就是我們可以看得多遠(yuǎn)。真空中的光速是一個定值，那么由于宇宙自誕生以來大約為137億年，這是否就意味著我們最遠(yuǎn)只能看到137億光年遠(yuǎn)的地方呢？

答案是錯誤的。有關(guān)這個宇宙的最奇特性質(zhì)之一便是：它是不斷膨脹的。并且這種膨脹幾乎可以以任何速度進(jìn)行——甚至超過光速。這就意味著我們所能觀測到的最遠(yuǎn)的天體事實上遠(yuǎn)比它們實際來的近。隨著時間流逝，由于宇宙的整體膨脹，所有的星系將離我們越來越遠(yuǎn)，直到最終留給我們一個一片空寂的空間。

奇異的是，這樣的結(jié)果是我們的觀測能力事實上被“強(qiáng)化”了，事實上我們所能觀察到最遙遠(yuǎn)的星系距離我們的距離達(dá)到了460億光年。我們并非居于宇宙的中心，但是我們確實居于可觀測宇宙的中心，這是一個直徑約為930億光年的球體。

2 充斥著星系

這是美國宇航局哈勃空間望遠(yuǎn)鏡獲得的最深邃的影像之一

這張照片是美國宇航局哈勃空間望遠(yuǎn)鏡獲得的最深邃的影像之一?？茖W(xué)家們讓哈勃望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)天空中的一小塊區(qū)域進(jìn)行長時間的曝光——長達(dá)數(shù)月，盡可能地捕獲每一個暗弱的光點。文中上圖是局部的放大，完整的圖像是下面這幅圖，其中包含有1萬個星系，從局部放大圖中，你可以看到一些星系的細(xì)節(jié)。

完整的圖像

當(dāng)你看著這些遙遠(yuǎn)的星系，你可能沒有意識到自己正在遙望遙遠(yuǎn)的過去，你所看到的這些星系都是它們在130億年前的樣子，那幾乎是時間的盡頭。如果你更喜歡空間的描述，那么這些星系離開我們的距離是300億光年。

宇宙處于不斷的膨脹之中，但與此同時科學(xué)家們對于宇宙尺度的測量精度也在不斷提高。他們很快找到了一種絕佳的描述宇宙中遙遠(yuǎn)天體距離的方法。由于宇宙在膨脹，在宇宙中傳播的光線的波長將被拉伸，就像橡皮筋被拉長一樣。光是一種電磁波，對于它而言，波長變長意味著向波譜中的紅光波段靠近。于是天文學(xué)家們使用“紅移”一詞來描述天體的距離，簡單的說，就是描述光束從天體發(fā)出之后在空間中經(jīng)歷了多大程度的膨脹拉伸。一個天體的距離越遠(yuǎn)，當(dāng)然它在傳播的過程中光波波長被拉伸的幅度越大，光線也就越紅。

如果使用這種描述方法，那么你可以說這些遙遠(yuǎn)的星系的距離大約是紅移值Z=7.9，天文學(xué)家們立刻就會明白你所說的距離尺度。

3 最遙遠(yuǎn)的天體

最遙遠(yuǎn)的天體

這張圖像中間部位那個不太顯眼的紅色模糊光點事實上是一個星系，這是人類迄今所觀測到的最遙遠(yuǎn)天體。美國宇航局哈勃空間望遠(yuǎn)鏡拍攝了這張照片，這一星系存在的時期距離宇宙大爆炸僅有4.8億年。

這一星系的紅移值約為10，這相當(dāng)于距離地球315億光年。看起來這一星系似乎非常孤單，在它的周圍沒有發(fā)現(xiàn)與它同時期的星系存在。這和大爆炸之后大約6.5億年時的情景形成鮮明對比，在那一時期，天文學(xué)家們已經(jīng)找到大約60個星系。這說明盡管這短短2億年對于宇宙而言僅僅是一眨眼的功夫，但是正是在這一短暫的時期內(nèi)，小型星系大量聚合形成了大型的星系。

但是這里需要指出的是，天文學(xué)家們目前尚未能完全確認(rèn)這一天體的距離數(shù)值，這也就意味著其實際距離可能要比現(xiàn)在所認(rèn)為的更近。在美國宇航局的下一代詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡發(fā)射升空以替代哈勃望遠(yuǎn)鏡之前，科學(xué)家們都將不得不在數(shù)據(jù)不足的情況下進(jìn)行估算。

4 最遙遠(yuǎn)的距離

最遙遠(yuǎn)的距離

天文學(xué)家能夠觀測到的最遙遠(yuǎn)的光線名為“宇宙微波背景輻射”(CMB)。這是抵達(dá)地球的最古老的光子，它們幾乎誕生于宇宙大爆炸發(fā)生的時刻。在大爆炸發(fā)生后的短時間內(nèi)，宇宙非常小，因此相當(dāng)擁擠，物質(zhì)太過稠密，以至于光線無法長距離傳播。

但在宇宙誕生之后大約38萬年之后，宇宙已經(jīng)變得足夠大，光線第一次可以自由地傳播。這時發(fā)出的光是我們今天所能觀測到的最古老的光線，是宇宙的第一縷曙光；它存在于宇宙的每一個方向，無論你把望遠(yuǎn)鏡指向哪個方向，都可以觀測到它的存在。宇宙微波背景輻射就像一堵墻，我們最遠(yuǎn)也只能看到墻這一側(cè)的風(fēng)景，但是卻絕無辦法穿墻而過。

那么這些最初的宇宙之光怎么變成微波了呢？這還是因為宇宙的膨脹。隨著宇宙的膨脹，當(dāng)時發(fā)出的光波波長被逐漸拉長，經(jīng)歷如此久遠(yuǎn)的時間(137億年)，它們的波長已經(jīng)被拉伸到了不可思議的程度。隨著宇宙膨脹冷卻，現(xiàn)在這一輻射的剩余溫度大約僅有-270攝氏度，也就是著名的3K背景輻射。這種輻射的分布顯示出驚人地各向同性，各處的差異小于10萬分之一。

而如果有朝一日人類終于能夠制造出高靈敏度的中微子探測器，那么我們將終于可以突破宇宙微波背景輻射設(shè)置的那堵墻，而看到其背后中微子出現(xiàn)時的情景，即所謂的“宇宙中微子背景”。和光子不同，對中微子而言，一般意義上的物質(zhì)幾乎是透明的，它們可以輕而易舉地穿過地球，穿過太陽，甚至穿過整個宇宙。正是因為這一特征，一旦我們能夠解碼中微子中攜帶的信息，我們將能回溯到宇宙大爆炸之后僅數(shù)秒時的情景。