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How big is 宇宙?

1,600 佑米!

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宇宙

宇宙是所有的太空以及其中的一切事物。沒有人知道宇宙有多大,它也可能是無限大的。上方所顯示的大小,1600佑米(大約1700億光年),並不是實際測量出來的數值。光年是光在一年內行進的距離。

大小

可以被測量的部分是可觀測宇宙,也就是自大霹靂以來,光線已經有足夠時間抵達地球的那個範圍,直徑大約930億光年。整個宇宙很可能大得多,但目前為止,人類只能為它的大小設定範圍,而無法直接測量。

設定範圍的方法之一,是測量太空的形狀。如果太空像球的表面一樣向自身彎曲,宇宙就會有一個有限的大小。普朗克衛星的測量結果,加上星系巡天調查,顯示太空的平坦程度誤差在大約0.2%以內。

一項2011年的分析綜合了這類測量結果,以99%的信賴水準得出,宇宙的體積至少是可觀測宇宙的251倍。如果太空完全平坦,或以相反方向彎曲,且沒有不尋常的形狀,那麼宇宙會無限延伸下去。

大小比較

  • 如果把可觀測宇宙縮小到一顆籃球的大小,也就是直徑大約24公分,那麼整個宇宙至少會佔滿一顆直徑1.5公尺的球那麼大的空間。
  • 以體積計算,整個宇宙至少能容納8×1061個地球大小的行星,1061代表1後面接61個零。
  • 一個環繞型的太空,原則上可能比可觀測宇宙還小。2004年的一項搜尋,針對範圍廣泛的各種形狀,排除了直徑小於240億秒差距(780億光年)的宇宙。這大約是可觀測宇宙寬度的84%。

尋找環繞型宇宙

太空即使不彎曲,只要會像這樣繞回自身,仍然可能是有限的。有些電子遊戲就是這樣運作的:太空船飛出螢幕的一邊,會從另一邊出現。在這樣的宇宙裡,來自同一個區域的光,可能會從不只一個方向抵達地球。

如果是這樣,宇宙微波背景輻射(早期宇宙留下的微弱光芒)就會在天空的不同區域,出現互相對應的冷熱斑點圓圈。2004年,一個團隊在NASA的WMAP太空船所繪製的圖上搜尋這類圓圈,結果沒有找到半徑大於25度的對應圓圈。

對於範圍廣泛的各種可能形狀而言,這排除了直徑小於240億秒差距的宇宙,十億秒差距大約等於32.6億光年。這項搜尋無法排除更大的環繞型宇宙,也無法排除宇宙是無限大的可能性。

參考資料

  • Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters. Planck Collaboration, Astronomy and Astrophysics, 2020.
  • Applications of Bayesian model averaging to the curvature and size of the Universe. Vardanyan et al., Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2011.
  • Constraining the Topology of the Universe. Cornish et al., Physical Review Letters, 2004.
  • A Map of the Universe. Gott et al., The Astrophysical Journal, 2005.
  • Expanding Confusion: common misconceptions of cosmological horizons and the superluminal expansion of the Universe. Davis and Lineweaver, Publications of the Astronomical Society of Australia, 2004.
  • Measuring the Universe. International Astronomical Union.
  • Planck reveals an almost perfect Universe. European Space Agency, 2013.
  • Earth Fact Sheet. NASA, 2024.
  • Official Basketball Rules 2026: Basketball Equipment. FIBA, 2026.

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宇宙的刻度 > 宇宙
可觀測宇宙
其半徑大概是 460 億光年. 你可能會想說應該只看得到 137 億光年遠, 因為光線只行進了 137 億年, 但因為宇宙的膨脹, 以前只有 137 億光年遠的天體現在已經在 460 億光年的遠 處了, 所以我們看得到囉.
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