大爆炸:宇宙中心在哪里？

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。

好萊塢娛樂巨頭派拉蒙將在Roblox元宇宙中推出《海綿寶寶》和《忍者神龜》兩大IP內容:金色財經報道，好萊塢娛樂巨頭派拉蒙宣布將與游戲開發商Gamefam合作在Roblox中推出《海綿寶寶》和《忍者神龜》兩大IP內容，據悉這兩款近20年來收視率最高的動畫角色體驗將于2023年晚些時候在Roblox元宇宙中上線，支持海綿寶寶和忍者神龜粉絲將能在元宇宙中參與互動和探索。（licensing）[2023/2/15 12:09:02]

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。

曼城計劃在元宇宙中建造阿提哈德球場復制品:金色財經報道，英超冠軍曼城計劃在元界建造一個阿提哈德體育場的復制品。據報道，該運動隊將與索尼公司合作建設該項目，為期三年。該項目將為俱樂部的球迷提供遠程體育場訪問權限。該項目將使用索尼公司子公司 Hawk-EYE 的圖像分析和骨骼跟蹤技術創建。該計劃旨在為曼城球迷遠程提供同樣激動人心的體育場體驗。（crypto.news）[2022/2/23 10:09:36]

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？

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，

Boomgala將在元宇宙中建設“元宇宙永生”項目:據官方消息，2月19日，Boomgala宣布將在The Sandbox元宇宙中建設Boomgala “元宇宙永生”藝術空間。Boomgala NFT的持有錢包均將免費獲得一塊元宇宙永生福位，用作紀念其親人，使其在元宇宙中獲得數字永生。[2022/2/21 10:04:42]

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。

KuCoin在Bloktopia元宇宙中推出虛擬辦公室:11月4日消息，KuCoin 近日宣布將在虛擬現實元宇宙Bloktopia 的摩天大樓內開設一個虛擬辦公室。該虛擬建筑有 21個不同的層次，以紀念 2100 萬比特幣的總供應量，預計將容納包括 Polygon 和 Avalanche 在內的其他內容創作者。KuCoin表示，元宇宙辦公室將允許用戶裝飾網絡朋克、與虛擬家具互動以及在虛擬環境中聊天。KuCoin采用了一種對元宇宙友好的商業模式，為 Bloktopia 的原生代幣 BLOK 以及 Dreams Quest (DREAMS) 的實用程序代幣提供支持，Dreams Quest (DREAMS) 是一個基于區塊鏈的游戲平臺，旨在構建基于元宇宙的經濟。（cointelegraph）[2021/11/4 21:24:34]

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

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編輯：aki

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