哈勃深场
这里显示的哈勃极深场(XDF),已经揭示了宇宙空间中数千个星系,这仅仅代表了百万分之一的天空。但是即使穷尽哈勃的所有力量,以及引力透镜的所有放大倍数,仍然有我们看不到的星系,以及没有已知收集方式的信息。
就我们人类的愿望而言,是要彻底的了解我们的宇宙,这也是最终的科学梦想:不仅要尽可能全面和深入地理解支配宇宙现实的规律,还要理解存在的每一个粒子从宇宙诞生到今天的行为。
但是这个梦想并不一定是我们能够实现的,宇宙如此之大即使我们有再好的设备和更理想的观察方法,我们现在和将来都能观察到的部分仍然是有限的。在我们可观察的宇宙中存在有限数量的粒子和有限数量的能量,我们能收集的信息也是有限的。所以以下就是我们通过我们已掌握的知识了解的宇宙极限。
我们目前所掌握的宇宙大爆炸后,宇宙几乎是完全均匀的,各向同性的,充满了快速膨胀状态的物质、能量和辐射。
想想大爆炸以及我们今天生存的宇宙,起源于一个能量高度致密的一个点。回想138亿年前的那个时刻。宇宙经历过暴胀过程,空间拉扯着物质以超光速扩张,即使光可以以极限宇宙速度(光速)穿梭空间,我们能看到的距离也是有限的。因此,我们只能看到有限的距离,可观测宇宙中只有有限数量的物质,我们能获得的信息量也是有限的。
人类科学史上的许多发现使我们能够更好地理解我们宇宙的周遭。虽然我们目前并不能够解释关于宇宙的一切,但有大量的知识来源使我们能够对我们的宇宙得出深远的本质的结论。我们知道它由物质、能量、辐射等组成,这一点毋庸置疑。
我们知道有多少恒星存在于我们的星系中(约4000亿颗),有多少星系存在于整个可见宇宙中(约2万亿颗)。我们知道宇宙是如何聚集成星系、星系团和星系结构细丝的,以及它们是如何被巨大的宇宙空间分隔开的。我们知道定义这些结构的宇宙距离的尺度,以及宇宙是如何随时间演变的。