宇宙沒(méi)有中心！根據(jù)宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)理論，宇宙是在大約140億年前的“大爆炸”中誕生的，至今仍在向外擴(kuò)張。擴(kuò)張也沒(méi)有中心；到處都是一樣的。大爆炸不應(yīng)該被視為一次普通的爆炸，宇宙不是從一個(gè)中心點(diǎn)擴(kuò)張到空間內(nèi)的；相反，整個(gè)宇宙都正在擴(kuò)張，據(jù)我們所知，所有地方都在均衡的擴(kuò)張。

1929年埃德溫-哈勃宣稱測(cè)量了距我們遠(yuǎn)近不同的星系的速度，他發(fā)現(xiàn)越遠(yuǎn)的星系越是在后退。這可能表明著我們?cè)谟钪鏀U(kuò)張的中心上，但事實(shí)是，假如宇宙根據(jù)哈勃定律均一擴(kuò)張，那么它可能從任何有利點(diǎn)來(lái)看都是如此。

如果一個(gè)B星系以10,000千米/秒的速度向我們遠(yuǎn)去，B星系上的外星人看我們的A星系就也是以10,000千米/秒的速度向反方向遠(yuǎn)去。而另一個(gè)和B星系在相同方向的兩倍遠(yuǎn)距離的C星系就被我們看做以20,000千米/秒的速度后退，而外星人看到的則是以10,000千米/秒的速度后退。

所以在B星系上的外星人來(lái)看，所有物體都是從它的方向向外擴(kuò)張的，無(wú)論它是從那個(gè)方向看都是和我們的視角看是一樣的。

著名的氣球比喻

有效幫助宇宙擴(kuò)張更可視化的方法是把太空比作膨脹的氣球表面。早在1933年，亞瑟-愛丁頓在《膨脹著的宇宙》一書中就提出了這個(gè)比喻。在1960年，這一比喻又被弗雷德-霍伊爾在他的暢銷書《宇宙的本質(zhì)》中收錄下來(lái)。霍伊爾寫道：“我的非數(shù)字的朋友們經(jīng)常告訴我，他們發(fā)現(xiàn)很難想象這種擴(kuò)張，如果不使用大量的數(shù)學(xué)，我不能比使用表面上標(biāo)著大量點(diǎn)的氣球作類比做得更好。如果氣球爆炸，點(diǎn)之間的距離會(huì)以星系之間的距離相同的增加。”

氣球比喻法是很奏效的，但卻需要確切的理解——否則會(huì)引起更多困惑。正如霍伊爾所說(shuō)：“有幾個(gè)重要的方面是人們一定會(huì)誤導(dǎo)的。”能夠理解三維空間和氣球的二維表面作比較是十分重要的，氣球表面是均勻的，沒(méi)有任何一個(gè)點(diǎn)應(yīng)該被挑出來(lái)作為中心。氣球本身的中心不是在表面上，不應(yīng)該被認(rèn)為是宇宙的中心。如果這個(gè)方法有助于理解的話，你可以把氣球的徑向視為時(shí)間。這就是霍伊爾提出的，但也有一些難以理解。

最好的辦法是將表面上的點(diǎn)視為根本不屬于宇宙的一部分，正如高斯在19世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)的，諸如曲率之類的空間特性可以用可測(cè)量的固有量來(lái)描述，而不需要考慮彎曲的內(nèi)容。所以空間可以是彎曲的，而不用考慮任何其他“外圍”維度。高斯甚至試圖通過(guò)測(cè)量三個(gè)山頂之間的大三角形的角度來(lái)確定空間的曲率。

當(dāng)考慮氣球比喻法時(shí)需謹(jǐn)記：

氣球的二維表面與宇宙的三維空間類似

嵌入氣球的三維空間不類似于任何高維度物理空間

氣球中心與任何物理都不對(duì)應(yīng)

宇宙大小可能是有限的，像氣球表面一樣膨脹，但也有可能是無(wú)限的

星系像膨脹的氣球上的點(diǎn)一樣分開，但是星系本身不膨脹，因?yàn)樗鼈兪芤κ`

...但是如果大爆炸是爆炸

在傳統(tǒng)的爆炸中，物質(zhì)會(huì)從爆炸中心點(diǎn)爆出來(lái)。爆炸開始后的短時(shí)間內(nèi)，中心點(diǎn)的溫度是最高的，之后會(huì)有一個(gè)球形殼體從中心向外擴(kuò)展，直到受重力因素掉落地球。大爆炸——就我們目前而言了解的來(lái)說(shuō)——完全不是一場(chǎng)傳統(tǒng)意義上的爆炸。這是一場(chǎng)空間爆炸，而不是太空爆炸。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的建模，在大爆炸之前沒(méi)有空間和時(shí)間，甚至沒(méi)有“之前”可言。所以，大爆炸是與我們通俗意義上的爆炸天壤之別的爆炸，它也不需要中心點(diǎn)。

如果大爆炸在已知存在的空間里是一場(chǎng)普通的爆炸，我們可以向外望到空曠的空間里正在擴(kuò)張的邊緣。相反，我們看到了大爆炸本身，并從早期宇宙的熱原始?xì)怏w中發(fā)現(xiàn)了微弱的背景光。“宇宙微波背景輻射”在任何方向都是均勻的，這告訴我們，從一個(gè)點(diǎn)向外擴(kuò)展并不是問(wèn)題，而是空間本身可以均勻擴(kuò)展。

重要的是要強(qiáng)調(diào)其他調(diào)查結(jié)果來(lái)支持這樣一種觀點(diǎn)，即宇宙沒(méi)有中心，至少在觀測(cè)能夠達(dá)到的范圍內(nèi)。宇宙均勻擴(kuò)張的事實(shí)不排除存在被叫做的中心的，更密更熱的地方，但要仔細(xì)研究星系的分布和運(yùn)動(dòng)證實(shí)它在我們能看到的最大規(guī)模上是同質(zhì)的，沒(méi)有任何特殊點(diǎn)可以被叫作中心。

宇宙學(xué)原理

1933年，亞瑟-米爾恩引入宇宙在大規(guī)模上是均勻的（均勻，各向同性）的觀點(diǎn)作為宇宙學(xué)原理。不久之前，一些天文學(xué)家認(rèn)為宇宙只是由我們的星系組成，銀河系的中心就是宇宙的中心。在1924年，哈勃為這個(gè)辯論畫上了句號(hào)，他表明了我們之外存在其他星系。盡管在星系分布中發(fā)現(xiàn)了大量的結(jié)構(gòu)，但大多數(shù)宇宙學(xué)家仍然堅(jiān)持宇宙學(xué)原理，無(wú)論是出于哲學(xué)原因，或是因?yàn)樗且粋€(gè)沒(méi)有觀察到任何破綻能夠有效成立的假設(shè)。然而，我們對(duì)宇宙的看法受光速和大爆炸以來(lái)有限時(shí)間拘束，可觀察的部分非常大，但是與整個(gè)宇宙相比還是太小，我們沒(méi)法知道超出可觀測(cè)視界的宇宙形狀，也沒(méi)法知道宇宙學(xué)原理在最大距離是否成立。

1927年，喬治-勒梅特找到了愛因斯坦廣義相對(duì)論中擴(kuò)展空間的解。他接著提出大爆炸理論，并把那些解決方法視為宇宙擴(kuò)張的典型。勒梅特最著名的解決方案是現(xiàn)在被稱為弗里德曼-勒梅特-羅伯遜-沃克模型（FLRW模型）。（弗里德曼第一個(gè)提出方案但是沒(méi)視為合理的物理模型。）鮮為人知的是，勒梅特發(fā)現(xiàn)了一類更為通用的解決方案，他描述了一個(gè)球形對(duì)稱的擴(kuò)張宇宙。這種解決方案現(xiàn)在被人叫做勒梅特-托爾曼-邦迪模型（LTB模型），這個(gè)模型描述了宇宙存在中心的可能形式。因?yàn)镕LRW模型實(shí)際上是LTB模型的特殊條件限制，我們無(wú)法確定LTB模型是否正確。FLRW模型可能只是一個(gè)很好的近似值，可以在可觀察到的宇宙中良好運(yùn)作。

當(dāng)然宇宙中存在許多其他的，甚至更不規(guī)則的形狀，無(wú)法確定是否存在中心。如果事實(shí)證明它的中心位于可觀察宇宙之外的一定范圍內(nèi)，那么這個(gè)中心可能只是在更大規(guī)模上的眾多“中心”中的一個(gè)，正如我們銀河系的中心之前所做的那樣。

換句話講，盡管標(biāo)準(zhǔn)的大爆炸模型描述了一個(gè)沒(méi)有中心的擴(kuò)張宇宙，并且這與所有觀測(cè)結(jié)果一致，卻仍存在這些模型比我們可觀察到的模型在比例上不精準(zhǔn)的可能。最終，我們對(duì)“宇宙是否有中心”這一問(wèn)題，尚未有明確答案。