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平时咱们点外卖、收快递，只要填入自己的地址，哪怕原本东西是在天涯海角，都能找到这个位置从而赶过来。 全世界几十亿人，所有的地点都在地球之内。 那如果将范围扩大到太阳系乃至整个宇宙，原本庞大的地球，又是否有自己的“坐标地址”，用于定位呢？  给地球一个详细的地址坐标太阳每天跟我们相伴，这就是地球所在的太阳系。地球的直径超过了12000公里，而从地球到太阳之间的距离，则达到了1.5亿公里。 如此远的距离，还仅仅只是从地球开始，到太阳之间的太阳系范围。在地球的外侧，也就是向着远离太阳的方向延伸，还有遥远的一段距离和更庞大的范围。 而这片浩瀚的区域，依然属于太阳的“管辖范围”。太阳系有界而无边，从太阳开始向边界延伸，直线距离为123个天文单位。  什么是天文单位呢？可以简单理解为一种压缩化的距离展示单位，因为按照地球上常规的尺度单位来表述的话，数字后面会呈现出一长串的零，根本无法表达。 按照天文学的界定，1个天文单位，就是地球到太阳之间的距离即1.5亿公里，那123个天文单位，也就是184亿多公里。 是不是感觉这已经很远了，可如果将范围缩小的话，从太阳到太阳系的边缘，只相当于你在1.8米宽的床上翻了个身。 晴朗的夜晚你能看到长长的天河，而它正是太阳系所在银河系的一部分。我们所看到的天河，连银河系的一角都算不上，因为整个银河系的直径超过了10万光年。  新的尺度单位又来了，1光年是什么概念呢，要63000个天文单位的距离，才能达到1光年，换算成公里的话，就是94500亿公里。而这点距离，才构成了银河系直径的十万分之一。 所以银河系庞大，大到我们难以窥见其全貌。太阳系所在的位置，仅仅是银河系的一条支臂即猎户支臂上。而每晚我们肉眼所看到的全部星空，仅仅是猎户臂到英仙臂之间的一小段空域。 形象一点说，如果从银河系走到其边缘地带，相当于你起床站了起来。银河系之外，是将其囊括于其中的本星系群。它的范围有多大呢？其直径超过了1000万光年。  在这种尺度之下，整个银河系又成了微不足道的小点。先别觉得这已经够大了，在本星系群的周围，至少有100个大小类似的星系群和星团。 它们簇拥在一起，又共同构成了范围更大的室女座超星系团。其直径大到连光年这样的尺度都有些渺小了，直径1.1亿光年，穷尽一切可能都无法描述这有多大。 可实际上，从银河系到本星系群，再到更大的室女座超星系团，只相当于你起床站了起来，而后又走到了卧室的门口。  这时候把卧室门打开，整个客厅的空间，好比是拉尼亚凯亚超星系团，它的直径达到了5.2亿光年，庞大的区域内至少囊括了10个星系团。 你是不是觉得这已经大到无法用语言形容了，别着急，等你打开屋子的大门，就会看到一个更大的世界。 同样，5.2亿光年对整个宇宙来说也是一个小不点，在可观测宇宙范围内，类似拉尼亚凯亚超星系团这样的庞大结构，至少有两万亿个。  也因此，整个可观测宇宙的范围，它的直径已经超过了900亿光年。这并非极限，仅仅目前理论上所能探知到的宇宙范围。 有一种观点认为，整个宇宙空间，比可观测宇宙大了整整“15后面再加22个0”倍。 也有观点认为，在宇宙的天体结构中，超星系团和纤维状结构，就是组成天体的最大结构了。  在天文学概念中，这类结构还有一个新颖的名字——长城，也可以叫巨墙。因为如果能开启上帝视野的话，由天体星系等组成的结构，在宇宙空间内就像一堵墙。 如此一来，地球所在的位置，仅仅是这堵墙上一块砖里的一个分子。而地球所在的位置，从太阳系到银河系，再到本星系群和室女座超星系团，最后到拉尼亚凯亚超星系团，这才构成了长城的一部分。 那么新的问题又来了，我们知道了地球在宇宙内的具体方位，那么这个方位在宇宙之中，又具体在什么位置呢？  换言之，这里是宇宙的中心呢还是边缘地带？宇宙的中心又在哪里呢？ 宇宙有中心吗？其实这个问题，也可以缩小到地球的范围内来看待。从人类社会的概念看，是有中心的。比如每个国家都有首都，这座城市就可以理解为行政上的中心。 再比如世界上有联合国组织，其办公所在地纽约，也可以理解成处理国际事务的中心。但是，这些中心的概念，都是在人类社会内划定的。换句话说，是人类给各种中心加上了特点的含义。 如果剥离人类社会的所有概念，从地球的角度看，整个星球可以说没有中心，又或者说每个点都是中心。  因为它是一个球体，所以在地球表面任何一个点上，都可看作是整个球体的中心。 从这个角度去看，历史上的地心说似乎也没什么不妥，该观点将地球看作是中心。可错误的地方在于，地心说认为天上的日月星辰是绕着地球转动的，甚至将地球看作是整个宇宙的中心。 一直到哥白尼的日心说出现，人们才逐渐理解了地球原来是绕着太阳转动的。虽然地球不再是中心位置了，然而哥白尼的学说，又错误的将太阳看成是宇宙中心了。  这也没办法，古代观测条件毕竟有限，人们就是觉得太阳很特殊，所以才将其理解为宇宙中心。 直到20世纪初，天文学家逐渐观测到了银河系，才一步步证实太阳并不是什么中心。然而在当时，有一部分天文学家认为，银河系就是宇宙全部，于是银河系又成了宇宙的中心。 直到哈勃通过测算，证实仙女座星系并不在银河系之内，人们这才渐渐明白，银河系并非整个宇宙，自然也做不了宇宙的中心。  于是，同样的问题就还在哪里，宇宙的中心究竟在哪里呢？到1917年，爱因斯坦提出了一个静止的宇宙模型观点。 按照这一理论，宇宙是有限但无界的，这就跟地球类似，只不过它整体是一个四维空间。因为没有边界，所以就不存在什么中心，或者说到处都是中心。 到了20世纪20年代，哈勃的测定发现宇宙处于膨胀状态。这样一来，不要说银河系或者太阳系，就连地球都可理解为宇宙的中心。 因为宇宙处于膨胀的状态下，所有星系都在彼此远离。假设别的星系上也存在智慧生命，他们也可以把所在地理解为宇宙的中心。 而且，大爆炸理论已经得到了进一步证实，那么爆炸之前的那个点，是不是就可理解为宇宙的中心呢？ 这样去理解并不太准确，因为在大爆炸发生后，所有的天体都在彼此远离。所以，这还是相当于宇宙到处都是中心，可这处处是中心，实际上也就等于没有中心。 既然宇宙没有中心，那它究竟有无边界呢？ 宇宙的边界墙被发现了？还在2018年，有消息说天文学家在100亿光年外，发现了一条跨度达到了35亿光年的真空带，一时间这里被认为是宇宙的边界墙。 可实际上，被发现的边界墙，仅仅是宇宙内的大尺度结构。正如上面所提到的，星系群簇拥在一起，组成了宇宙空间内的大尺度结构。 这些结构是三维的，而且它整体上并不规则，所以在天文学界，常常将其称为网状结构，或者是纤维状结构。 形象一点理解，就像是丝瓜的内瓤，那些丝状结构，犹如宇宙空间里的大尺度结构。而且在宇宙中，这种结构是相当普遍的。 也就是说，由地球太阳系乃至银河系的簇拥和排列组合，都构成了大尺度结构，而这些超大的结构，又像墙体一样是连接在一起的。 之所以会如此，是因为按照万有引力的定律，高密度的区域有着很强的引力，它会不断通过吸附将物质聚合起来。 由此形成马太效应，密度的地方会越来越密集，反之稀疏的地方也就越来越稀疏。所以在宇宙空间内，有的地方密布着星系，有的地方则相对较“空”。 而这些都构成了宇宙的全貌，但那些密集的形成像长城和巨墙的区域，它们又并非宇宙的边界。 大爆炸之前又是什么目前关于宇宙的研究，所有观点和理论都集中在大爆炸之后，很多人还是会疑惑，在这之前又是什么呢？ 按照天文学家的解释，现在的框架结构是依照大爆炸的理论组成的，那么就不会存在大爆炸之前这个问题，因为现有的理论只是针对爆炸之后的宇宙而解释的。 为了解决这个问题，天文学界又把概念进一步前推到了奇点，可依然是无法解释奇点之前是什么。也就是说，现有的理论和观点，都只能解释宇宙生成之后的事，至于前面的，可以理解成没有那个概念。 结语就像宇宙没有中心一样，宇宙本身的状态，也是从奇点开始之后，才产生了现在科学家所能理解和解释的各种概念。 当然，所谓的奇点，也不是说宇宙空间内存在这样一个小的区域，而是指整个宇宙时空内，密度和能量都处在无限大的一种状态。 你可以理解成，宇宙的一切都是从这种状态开始的。而且不管你怎么去理解，都推导不出之前是什么。 这就像是楚门的世界，又像是不识庐山真面目，只缘身在此山中。因为我们身处宇宙这个系统之内，难以跳出这个系统之外，自然就无法解释之外的世界究竟是什么了。 参考资料： 《别再说五道口是“宇宙中心” 宇宙可能根本没中心》 科技日报 2022年5月31日 |
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