从量天尺看宇宙的大小

要想聊宇宙航行这一话题，必须要对宇宙有所了解。宇宙是什么?按先人的注解就是空间和时间的总和，若用现代物理学解释就是四维时空（三维空间加一维时间）。

物质的变化和运动体现出来的就是时空。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告诉物质怎样运动。

宇宙包罗万象，内涵非常丰富，这里没办法说清其万一，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简单说明。不过，宇宙的大小可以说始终是一个说不清楚的、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。

浩瀚无边的宇宙

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，6378千米可以算是地球的半径。不过，离开地球到太阳系空间，“千米”这把尺子用起来就非常不方便，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，科学家另采用一把尺子来量天，称之为“天文单位”，它的计数方法是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，冲出太阳系来到银河系的地盘，“天文单位”这把尺子用起来又不方便了，比如离太阳最近的恒星比邻星的距离大概也有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，科学家不得不启用一把新的量天尺，叫作“光年”，就是光行进1年的距离。大家应该都了解，光行进的速度是30万千米/秒，所以，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，宇宙的尺度究竟是有多大?现在还没有人能准确地说出来，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。但真实情况怎样，还不得而知。