宇宙中心在哪里？_大爆炸

雖然我們現在還無法觀察到461億光年外的宇宙，但隨著時間的推移，宇宙更多的未知將逐一呈現。

138億年前，一場大爆炸為宇宙漫長的演化之路拉開了序幕。如今，在回溯這一事件時，不知道讀者有沒有考慮過這樣的問題：我們能找到宇宙大爆炸發生的準確地點嗎？或者說，宇宙存在這樣一個中心嗎？

撰文|伊森·西格爾

編譯|石云雷

審校|吳非

我們首先來看生活中普通的爆炸過程。對于一次爆炸，無論起因是什么，它都滿足以下幾個條件：爆炸發生在特定的位置；最初源自一個很小但有限的體積；爆炸迅速向外部各個方向膨脹。

當爆炸發生時，外部的一些物體會受到沖擊，被巨大的推力以放射狀推向遠處。而較輕的物質在空間中飛行的距離更遠，因此即使能量密度在爆炸的各個方向都下降了，但離爆炸中心越遠，密度下降越快。因此，通過測定不同粒子的軌跡，我們能重建爆炸發生的地點。

汽車品牌日產申請4個新的Web3商標，并在元宇宙中試銷:3月13日消息，日本汽車品牌日產近日在美國提交了四個與Web3相關的新商標，而其日本子公司正在元宇宙中試驗汽車銷售。

根據日產3月7日向美國專利商標局(USPTO)提交的商標申請，新申請涵蓋了其英菲尼迪（INFINITI）、Nismo和日產品牌，范圍涵蓋虛擬服+汽車、虛擬商品商店+NFT、NFT市場+交易+鑄造、元宇宙廣告服務等。

上周，3月8日，日產日本公司宣布將對其虛擬商店“日產Hype實驗室”進行為期三個月的“示范實驗”，以在元宇宙中“研究、咨詢、試駕和購買日產汽車”。 該實驗將于6月30日截止。顧客可以通過個人電腦或智能手機“一天24小時”訪問虛擬店面。客戶可以創建自己定制的虛擬形象，在特定的時間內，甚至可以與虛擬銷售人員互動。根據公告，客戶可以通過虛擬銷售辦公室訂購汽車并敲定購買合同。（Cointelegraph）[2023/3/13 13:00:14]

但是，上述的爆炸圖景，并不符合我們宇宙的情況。距離我們百萬光年、甚至幾十億光年的區域，看起來與我們這里沒有任何差別。在現有的宇宙空間中，各個區域的密度、能量和星系數量等，幾乎是相同的。

元宇宙中間件協議Reitio完成400萬美元融資，Moonwhale Ventures等參投。:4月26日消息，開放元宇宙的中間件協議Reitio完成400萬美元融資，Moonwhale Ventures、Poolz Ventures、Almora Capital、NFV Ventures、CoinW Ventures、Baksh Capital和Hachigo Venture Capital等參投。Reitio將使非技術用戶能夠創建自己的3D資產。（BeinCrypto）[2022/4/26 5:13:22]

到了更接近宇宙邊緣的區域，情況開始出現變化。我們觀測到，在數百億光年外，天體的年齡與我們周圍的天體不同。距離越遠，天體更加年輕，數量更多但體型較小。盡管我們最遠只能觀察到300億光年外的星系，但如果能追蹤并重建每個天體的移動軌跡，讓它們回到原點，我們將看到最不可思議的結果：宇宙“中心”就在我們身邊。

萬向區塊鏈實驗室與德必集團、上海泰砥共建“外灘元宇宙中心”:3月4日消息，德必集團、萬向區塊鏈實驗室、上海泰砥在上海簽訂戰略合作備忘錄，“外灘元宇宙中心”亦于當日同時在德必外灘8號WE揭牌。同時，未來在外灘元宇宙中心空間的基礎上，上述三方還將不斷努力匯集元宇宙相關產業人才與技術，針對性設立元宇宙投資基金，也將定期舉辦元宇宙概念展覽及主題場景體驗活動。[2022/3/4 13:37:52]

圖片來源：NASA/STScI/A.Felid

當然，這樣的結果并不能說明什么——畢竟是根據我們的觀測范圍進行的重建。那么，在宇宙的上萬億個星系中，我們所處的星系在最開始時恰好位于大爆炸中心的概率有多大？

推測宇宙起點？

高澤龍：發現元宇宙中的江蘇機會:金色財經報道，數字經濟學家、國網黨校講師、中民協元宇宙工委副秘書長、北京共識區塊鏈技術發展研究院副院長高澤龍在近日舉行的智能制造和元宇宙發展高峰論壇上，分享了對于元宇宙發展的思考。江蘇作為制造業強省，也是構建元宇宙的重要支撐力量。據相關數據統計，大部分VR設備相關配件都產自江蘇，江蘇的光學、聲學等諸多產業鏈企業都受益于這場元宇宙盛宴。“元宇宙不僅為江蘇制造業帶來了大量的生產訂單，也將提升江蘇制造業的生產效率。”他表示，“元宇宙不僅是重要的新興產業，也是需要重視的社會治理領域。”高澤龍建議，我國應該加快對元宇宙的研究和論證，在安全、可控的前提下積極地嘗試發展元宇宙技術和產業，同時也應該審慎地對待新事物可能會帶來的一系列問題。[2022/1/2 8:20:26]

要讓我們處在宇宙的中心，最初的爆炸需要滿足以下條件：

不規則、不均一的密度，

恒星誕生、星系生長的時間不同，

成都將構建交子大道元宇宙中心:12月22日消息，“萬物互聯·重構邊界”元宇宙城市產業聯盟成都發布會近日舉行，聯盟會員單位、知名品牌負責人、科技領域學者專家等參會。Holo品牌創始人張棟梁透露，將構建成都交子大道元宇宙中心，該中心以交子大道為起點，從輻射天府雙塔，交子之環以及周邊5平方公里的所有業態為基礎，結合“成都高新CBD”交子大道商圈絕佳地理位置，從交子大道娛樂、商業、社交、辦公、教育、房產等等入手，配合成都科技、潮流新文化調性的基礎上，在交子大道打造全新多元化科技、文化、潮流的元宇宙生活消費場景矩陣。（科創四川）[2021/12/22 7:56:02]

不同區域的能量存在巨大差異，

在所有方向上，都具有神秘的2.7K微波背景輻射。

但即使我們設計了很多解釋，依舊無法理解許多觀察結果。這種設計出的大爆炸場景不僅不真實，還違反了已知的物理學規律。

然而，我們的宇宙遵循萬有引力定律，而愛因斯坦的廣義相對論適用于一個充滿物質和能量的宇宙，而不是爆炸時的宇宙。如果宇宙各處的物質處于均衡狀態，具有同樣的溫度和密度，那么宇宙一定要么膨脹，要么在坍縮。由于我們觀察到其他天體在后退，宇宙膨脹是唯一合理的解釋。

一直以來，存在一種誤解，即根據膨脹的宇宙，我們能推測宇宙最初膨脹的起點。這是不正確的，宇宙能被推回到一個具有明確特征的有限區域，但之后宇宙會根據萬有引力定律演化。

這將導致宇宙各處不可避免地出現相同的特征。這也意味著，任何大小一致的空間區域，其密度、溫度以及星系的數量總是一致的。我們還能看到隨時間演化的宇宙：離我們越遠的地方，反映出的是更古老的宇宙狀態，膨脹程度較低、受引力的影響更小，星系的數量也更少。

哈勃望遠鏡不斷拓展了可觀測宇宙的范圍，并向我們展示了一個星系類型、大小和密度隨時間逐漸演變的宇宙。

一些遙遠星系持續釋放的光穿越膨脹的宇宙到達地球時，才能被我們檢測到。這需要長達數十億甚至百億年的時間，因此我們看見的是星系數十億甚至上百億年前的狀態。如果我們將時鐘向后撥，回到大爆炸的瞬間，會發現宇宙最初是由輻射主導的，并不存在物質。只有在宇宙膨脹、冷卻后，物質才變得重要。

隨著宇宙膨脹和冷卻，中性原子最終能穩定形成。曾經主導宇宙的輻射隨著宇宙的膨脹，逐漸紅移、冷卻下來。今天，我們看到的宇宙微波背景輻射就是大爆炸后遺留的輻射，它可以在宇宙的任何地方被觀測到。

宇宙一定存在一個中心嗎？不一定，這只是我們的認知偏見。我們知道，大爆炸發生的區域有一個相當于足球大小的下限，但它沒有上限，甚至可能是無限的。

如果宇宙真的有一個中心，它可能在任何地方，并且由于我們觀測到的宇宙范圍有限，我們有可能無從得知。我們需要看到宇宙的邊緣，或者觀察到它在宇宙尺度上的各向異性。然而，根據現有的觀測，宇宙是均一的。

拉尼亞凱亞超星系團，圖中紅點為銀河系所處的位置。

“宇宙到處都在膨脹”

“宇宙是從哪里開始膨脹的？”這個問題聽起來很合理。但一旦你理解了前文的討論，你就會發現這是個完全錯誤的問題。“在某一刻，宇宙到處都在膨脹”，可能就是這個問題的答案。很大程度上，“大爆炸”不是指宇宙中的特定區域，而是一個特殊時刻。

這就是大爆炸的本質：一個曾今在特定時刻發生的事件，不僅影響了整個可觀測宇宙的狀態，還可能是波及到了比它大得多的區域。這就是為什么，當我們看見某個遙遠的天體時，我們看到的其實是它在遙遠過去的某個時刻。這就是為什么無論我們看向哪里，宇宙在任意方向上的特征都基本一致。這就是為什么我們可以通過觀測天體的演化來追溯宇宙的歷史。

基于現有的理論和觀測，仍然存在大量的未知。我們不知道宇宙的實際大小，只能根據可觀測宇宙的范圍設定一個下限：半徑至少是461億光年。

我們不知道宇宙的空間結構，是一個正曲率的球體還是負曲率的馬鞍，還是完全平坦，形似紙片或圓柱體。我們不知道它是會持續彎曲至首尾相接，還是會永遠膨脹下去。我們所知道的一切都是基于所觀察到的。目前的觀測支持這樣的結論：宇宙是無限大的平坦空間。但相反的信息或許就存在于下一組重要的觀測數據中，也可能在可觀測宇宙的范圍之外。重要的是，我們要繼續探索。

我們之所以還不能真正理解宇宙的本質，是因為我們接觸到的宇宙空間十分有限。即使我們開發出強大的探測器，能從宇宙中收集的信息也是有限的。或許，我們可能永遠都不知道宇宙是否有邊界、宇宙的幾何形狀是什么。

不管你把宇宙的結構看作一條正在發酵的葡萄干面包，還是一只粘著硬幣的膨脹氣球，需要記住的是，我們可以觀測的宇宙空間很可能只是宇宙很小的部分。我們的觀測，還只是為宇宙設置了一個下限。宇宙可能是有限的，也可能是無限的，但可以肯定，宇宙正在膨脹，密度越來越小，更遠的物體表現的是宇宙更早以前的形態。

原文鏈接：

https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2019/08/24/ask-ethan-where-is-the-center-of-the-universe/#33ccad695403

本文由微信公眾號“環球科學”授權轉載

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編輯：aki

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