开栏的话

哲学家说：“世界上有两件东西能够深深地震撼人们的心灵，一件是我们心中崇高的道德准则，另一件是我们头顶上灿烂的星空。” 仰望星空，科学家们从宇宙和天体的运行演化中发现自然规律，又利用这些自然规律加深对宇宙的认识，形成了现代天文学和宇宙学体系。

从今天起，本版开设“科学家聊宇宙”专栏，约请空间物理学博士李会超，为广大读者讲解宇宙的神奇与奥秘。敬请关注！

“天地方圆为宇，古往今来为宙。”宇宙，乃一切空间和时间的集合。行星、恒星、星系等我们所有已知的天体，以及各种物质与能量的存在形式，都包含在宇宙之中。

在古代，充满好奇的人们想象出了关于宇宙的种种传说。随着天文学和物理学的发展，人们逐步建立起对宇宙的科学认知。

丈量宇宙的大小，首先需要一个合适的长度单位，作为“量天尺”刻度。在描述星系、宇宙尺度的长度或距离时，天文学家最常用的单位是光年，也就是光以每秒约30万公里的速度传播一年所走过的距离。1光年大致等于9.46万亿公里，相当于地球赤道长度的2.365亿倍。

对于我们日常生活所能接触到的长度和距离，光的传播几乎是瞬时完成的。但在宇宙的尺度上，光在恒星与星系间的传播时间已长到不可忽略的地步。因此，我们在地球上看到的星空，实际上是时间和空间的混合。

例如，距离地球4.25光年的比邻星是离我们最近的恒星，光从比邻星传播到地球需要4.22年的时间，我们从地球上看到的比邻星也是它4.22年前的模样。至于此时比邻星处于怎样状态，以目前的技术手段还无从知晓。

在2009到2013年间，普朗克卫星对遥远而古老的宇宙微波背景辐射信号进行了探测。这些信号记录了宇宙诞生初期的信息，花了足足138亿年才传播到地球附近。如果认为发射这些信号的源头静止不动，那么我们目前似乎可以观察到138亿光年范围内的宇宙。

然而，天文学家通过天体的多普勒现象，确认了我们的宇宙从诞生之日起，就处在不断膨胀过程中，这些信号源也会与地球渐行渐远。根据计算，目前这些信号源与地球之间的距离已达到约465亿光年。如果将宇宙的形状假定为球形，目前我们可观测宇宙的半径约为465亿光年。

我们可以观察到的宇宙范围，被称为可视宇宙。可视宇宙仅仅是整个宇宙的一小部分。根据现在的宇宙学理论和最保守的理论估计，可视宇宙的大小仅相当于全部宇宙大小的1/250。

还有理论认为，宇宙大小是无限的。随着时间推移，更遥远的信号可能有机会传播到地球，以扩展可视宇宙的范围。然而，由于宇宙处于加速膨胀的过程中，在可视宇宙之外，宇宙膨胀的速度可能会超越光速。除非物理学家发现了革命性的新理论，否则绝大部分宇宙可能永远无法在地球上观察到。

相对于浩瀚宇宙，人类通过有人或无人航天器所能到达的范围是非常有限的。目前，航天员最远只到达过距离地球约38万公里的月球。而飞行距离最远的无人航天器，是1977年发射的“旅行者1号”探测器，目前距离地球约227亿公里，即为0.0024光年。可以说，探索宇宙，人类还有很长的路要走。