星系都在远离地球，那地球是宇宙的中心吗？
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发布时间：2024-03-05 09:10
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时间：2024-07-22 11:28
宇宙起源于大爆炸，目前的宇宙正在加速膨胀，没有被引力束缚在一起的物质结构都是加速远离我们。这段话是我们经常能看到对宇宙现状的描述，虽然这句话没有问题，但很容易被人误解并想象成，如炮竹爆炸、炸弹爆炸后产生的碎片正在远离爆炸的中心，所以会让人觉得宇宙存在中心，甚至是地球就是宇宙的中心，因为我们不管从地球上的那个方向上看，所看到的物质密度以及星系远离我们的情况都是一样的。那么这是否能说明宇宙存在中心呢？或者说地球就是宇宙的中心？
其实在牛顿提出万有引力之前，关于宇宙的状态，到底是静止的还是在整体收缩或膨胀，没有人去考虑这个问题，一方面是由于当时我们对宇宙的了解甚少，还存在建立完善太阳系模型的阶段，另一方面就是我们根本不知道宇宙中的物质会互相产生吸引力，那么也就不会去考虑这个吸引力会对宇宙中的物质产生什么样的后果。
牛顿万有引力的提出可以说是牛顿思想的一次巨大的跳跃，因为我们常人每天都能看到物质在地球上下落，但我们根本想不到是物质之间无形中产生了力的作用。牛顿能想到这个问题，是因为牛顿首先对三大定律的提出，以及深刻认识和理解。
我们知道一个物体在没有受到任何净外力的情况下，它会一直保持最初的运动状态，要么静止要么匀速直线运动。根据这一点我们就能知道，一个物体要是没有受到任何的力，那么它完全可以漂浮在空中不用往下落，保持自己最初的状态。牛顿发现任何物体往下落的根本原因是它受到了一个往下的净力，因此根据这个思想牛顿就提出了万有引力，两个物体之间会产生吸引力。
万有引力的发现就随即给人们带来了一个全新的问题，宇宙中的物质互相之间会产生引力，如果在一个有限的空间内分布着不均匀的物质，那么宇宙最终会塌缩到一个点上，其实牛顿也考虑过这个问题，但并没有深入的去研究，毕竟牛顿至死都不知道质量物质之间为何会产生引力。牛顿把它归功于上帝的杰作。
这个问题一直就延续到了20世纪初的爱因斯坦身上，只要是研究引力的都逃不过这个问题，因为只要有引力的存在宇宙就不可能是静止的，必须会在引力的作用下塌缩，而爱因斯坦更相信一个静止的宇宙，因此它在自己的引力方程中加入了宇宙常数这个量来平衡物质所产生的吸引力。爱因斯坦从理论上解决了问题，但真实的宇宙真的是静止的吗？
1923年埃德温·哈勃在威尔逊天文台观测了天空中最大螺旋星云M31，并根据人们已经掌握的变星周光关系发现，这个螺旋星云距离我们足足有数百万光年，也就是说之前人们一直认为的银河系中的模糊星云，其实是宇宙中独立的大型星星岛屿，哈勃的发现让人类的视野和认知走出了银河系，来到了深邃的宇宙空间。
不仅如此，变星可以为我们测量遥远星系的距离，而星光发生的红移（多普勒效应）让我们知道了遥远的星系正在远离我们。至此，我们有了一个充满星系，并且在不断膨胀的宇宙。爱因斯坦所认为的宇宙常数其实确实存在，不过不是用来平衡引力效应的，而是用来导致宇宙膨胀的。
哈勃发现宇宙正在膨胀的事实，为大爆炸理论的诞生奠定了坚持的基础，这个其实理解起来也十分简单，现在的宇宙在膨胀，星系的距离越来越远，空间温度越来越低，那么我们反过来思考，在宇宙的过去，是不是空间越小、物质靠得更近、密度更大、辐射的波长越短、宇宙的温度越高，这就是大爆炸思想的来源。
不过我们常说的大爆炸指的是物质稠密、温度更高的宇宙状态，而不是说真的发生了某种爆炸，而且大爆炸并不是物质在加速远离对方，而是空间在膨胀导致了物质的互相远离。这一点我们可以考虑下粘在气球上的硬币，当气球膨胀时，硬币会互相远离，而远离的速度正是和它们之间的距离成正比。
因此，不仅在地球上，我们在宇宙中的其他任何地方看目前正在膨胀的宇宙，都会发现同样的效果，离我们近的星系远离的速度慢，离我们远的星系远离的速度更快。如果宇宙中有其他的智慧生命，要是以这个方法去判断宇宙的中心，那么它们也会认为自己所生活的星球是宇宙的中心。
导致宇宙膨胀，也就是空间和时间诞生的过程要早于宇宙大爆炸，这个阶段被称为宇宙暴涨时期，此时的宇宙没有所谓的物质、反物质和辐射粒子，而是充满了巨大的真空能量，真空能量导致了宇宙空间呈指数暴涨的开始，在极短的时间内整个宇宙的范围就膨胀到了银河系的大小，并且空间的暴涨也将量子波动拉扯到了宇宙的各处。
在暴涨结束以后，真空能量衰变到物质中，也就是真空能量创造了热大爆炸状态，这个过程被称为在加热阶段，而被拉扯到空间各处的量子微小波动诞生了宇宙物质微小的不均匀状态，这些微小的密度波动就是目前我们能看到的各种物质结构的种子。这也是为什么我们常说宇宙是各向同性的，各个方向上看，都有相同的物质密度。原因正是，宇宙在诞生时期，热大爆炸状态发生在空间各处，而各处的密度波动十分微小，宇宙整体来说是物质分布是比较均匀的，只存在非常小的密度差异。
如果我们以各个方向同性的观点来认为地球是宇宙的中心，那么在其他星球上的生命也会这么认为。
关于宇宙有没有中心这个问题，科学界一般很少去讨论，因为没有啥实际意义，而解答这个问题常有的方法就是讨论我们宇宙的大小以及形状，就跟我们讨论地球的大小和形状是一样的。比如，我们知道了地球的形状，就能知道地球的中心在哪。其实宇宙也一样。
不过为什么说讨论宇宙没有意义呢？因为我们通过对宇宙微波背景辐射的观察，发现这些冷点和热点光线在穿越了数百亿光年到达地球以后并没有发现其有任何的弯曲，所以我们目前认为可观测宇宙是十分平坦的。但是可观测宇宙的形状是平坦的，就能说明整个宇宙就是平坦的形状？
并不能！例如我们在地球上看到大地是平的，是否能说明真实的地球就是一个平面？其实这个道理是一样的，可观测宇宙的0曲率只能说明真实的宇宙范围要比可观测宇宙大得多。所以，只能说我们人类真的是太过于渺小，我们根本无法测量真实宇宙的大小和形状。也没有办法去谈论宇宙的中心在哪！所以，科学家不去谈论这个问题，毕竟宇宙有多大我们并不知道。
不过可以肯定的是，如果宇宙中没有更高维度的空间，那么我们的宇宙肯定存在一个中心，这里需要注意的是，我们讨论的是我们的宇宙！暴涨理论提出，还有可能存在多元宇宙，而多元宇宙所存在的母宇宙的中心，我们人类是永远不会知道的。
如果宇宙中存在更高维度的四维空间，而三维空间只是四维空间的一部分的话，那么我们人类也永远不会知道宇宙的中心在哪，因为这个中心存在于四维空间中。
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时间：2024-07-22 11:31
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