宇宙的大小是如何形成的？

一、从量天尺看宇宙的大小

宇宙是什么?按古人的注解就是空间和时间的总和，假如用现代物理学解释就是四维时空。

所谓时空，是在物质的变化和运动中体现出来的。现代宇宙观认为，宇宙是在100亿～200亿年前的一次大爆炸中诞生的，并且随之诞生了时间、空间和物质。其实，爱因斯坦广义相对论就是研究时间、空间和物质之间相互关系的学说。他得出了这样的结论：物质能够使时空弯曲，且弯曲时空决定物质怎样运动。

宇宙包罗万象，内涵极为丰富，这里实难说清其万一，仅就与宇宙航行密不可分的宇宙的大小、宇宙的结构和宇宙的形状稍作说明。但是，宇宙的大小可以说一直是一个说不清楚的、令人茫然的问题。为了便于大家理解，我们不妨从科学家订立的“量天尺”来看宇宙的大小。

在地球上，人类通常会用“千米”来测量距离和长度，从北京到上海的航线距离是1178千米，地球赤道的半径是6378千米。但是，离开地球到太阳系空间，“千米”这把尺子用起来就特别不方便，比如冥王星到太阳的平均距离是5900224000千米，以彗星活动范围计算太阳系的半径是34410000000000千米，这的确就是个天文数字。在这种情况下，科学家不得不采用另一把尺子来量天，叫作“天文单位”，他们以地球到太阳的平均距离149600000千米为1天文单位。这样一算，得出冥王星至太阳的距离是39.44天文单位，另外，如果以彗星的活动范围计算出来的太阳系半径是23万天文单位。

不过，走出太阳系来到银河系的地盘，“天文单位”这把尺子用起来也没有那么方便了，比如离太阳最近的恒星比邻星与太阳间的距离也有约265600天文单位，而银河系的直径达6324000万天文单位。在这种情况下，科学家只得又启用一把新的量天尺，叫作“光年”，也就是说光行进1年的距离。大家应该都了解，光行进的速度是30万千米/秒，那么，1光年的距离大约是94608亿千米或63240天文单位。按照光年来计算，太阳与比邻星的距离是4.2光年，银河系的直径大约是10万光年。

那么，如果用光年来计算，宇宙的尺度到底有多大?目前尚无人能准确地说出来，但是如果从理论上来说，我们假设宇宙是在100亿～200亿年前的大爆炸中诞生的，空间从零以光速扩展，而光是以球形传播的。那么，今天的宇宙半径尺度应该是100亿～200亿光年，但现实情况是否果真如此，还不得而知。

二、泡沫状结构宇宙

上路开车，必须先熟悉路况;在江河湖海上航行，必须先了解航线情况;同样，宇宙航行也一样要先了解宇宙中物质的分布状况。

据相关研究显示，在宇宙大爆炸中形成的物质主要是氢和氦，它们一般弥漫在宇宙中。随着宇宙的膨胀和温度的渐渐降低，在重力作用下收缩成一大团一大团氢氦云。在重力作用下持续收缩，大云团慢慢分裂成很小的云团，物质密度渐渐增加，云团因相互之间的重力作用而旋转。就这样，通常持续的分裂—收缩，在氢氦云团的内部因为物质重力作用的相互挤压，温度不断升高，当温度升高到能使氢发生聚变反应时，它就变成一颗恒星。个别恒星在空中旋转甩出一些物质，并逐渐集合成行星和卫星。我们能够看到的宇宙中的物质就包括这些恒星及由它演变而来的其他天体，比如黑洞等。天长日久，宇宙中的物质经过发展，就会形成宇宙的这种泡沫状大结构。

宇宙星空

那么，如果要是从探测的角度，倒着来说宇宙的泡沫状大结构：太阳是颗单星，但宇宙中的多数恒星往往是两颗、三四颗、十几颗到几十万颗聚集在一起，分别称作双星、聚星和星团。因此，恒星并非均匀地在宇宙中分布的。

事实上，所谓单星、双星、聚星和星团也并不是均匀分布的，它们分别聚集在一起形成星系，就算宇宙怎么膨胀都不散开。太阳位于银河系之中，银河共有1000多亿颗恒星，其中还包括大约1000个星团。在宇宙之中，共有1000多亿个像银河系这样的星系，另外还有一些独立的星团和星云。并且星系和独立的星团、星云并不是呈均匀分布的，它们分别聚集成星系群或星系团。此外，银河系所在的叫本星系群，半径大约是300万光年。

通常，星系群和星系团也不是均匀分布的，它们又分别聚集成超星系团。本星系群属本超星系团，半径大约是3亿光年。据相关探测表明，超星系团并不是最大的群体。在距离银河系大约2亿光年的地方，有一个非常强大的引力源在牵引着本超星系团。根据分析推测，这个大牵引者极有可能是由很多超星系团组成的超星系团集团。

综上所述，我们可以知道，不均匀分布形成了宇宙的泡沫状大结构。星系集中的地方就是泡沫壁，也就是星系膜或星系纤维，它们形成“星系长城”。而几乎没有星系的地方是泡沫结构中的大泡泡，被称作“宇宙空洞”，宇宙空洞的直径能够达到1亿～3亿光年。

宇宙中的泡沫状大结构并不能说明宇宙中的物质分布不均匀。如果就整个宇宙来说，它在每个方向上物质分布的均匀速度达到十万分之一。