宇宙那么大，我想去测测

了测定。这些天体的亮度极高，能够在极其遥远的距离上被观测到，尺度可以延伸数十亿光年之遥。

由于这类特殊超新星爆发的亮度已经能够从理论上进行计算，天体物理学家们断定所有的Ia型超新星的亮度都是基本相同的。这样一来，就像造父变星一样，我们只要观察它们的亮度便可以直接得到它们的距离数值了。也因为以上的原因，Ia型超新星和造父变星两者都被天文学家们亲切地称作宇宙中的"标准烛光"。

但在宇宙中，还有一种非常特殊的工具，能够帮助我们对极端遥远的天体进行测距，这种工具就是红移。

5、宇宙距离阶梯五：红移

在日常生活中你或许有过这样的经验：当一辆救护车或者警车从你面前驶过时，当车向你的位置驶来时，你会发现警报声越来越尖锐，而当车逐渐远去时，警报声调也 就随之逐渐降低了。这一现象的背后其实是一种物理原理，被称作"多普勒效应"——当车辆向你靠近时，声波被压缩，频率增高，声音变得尖锐；反之声波波长被 拉升，声调降低。

生活中警车和救护车的警笛声是我们对于声波多普勒效应的最直接感受

对于光波，情况也是类似的，只是尺度要精细的多。我么可以通过对遥远天体光线的光谱分析检测这种效应。恒星光谱中会有一些暗线，这是光源发出的光线中由于某些类型的元素被吸收而产生的吸收线。

观测显示，所有的星系都在远离我们，并且距离我们越遥远的星系远离的速度越快，这就是著名的哈勃定律，它背后的本质是宇宙的膨胀。和上面警报声的情况相似，星系远离我们的速度越快，其波长的拉升程度越明显，在光谱中的表现便偏向红端，被称作红移。那么基于哈勃定律，可以发现，星系距离我们越远，它们光谱中表 现出的红移量也会越大。因此反过来，对遥远星系光谱红移的观测也为宇宙膨胀理论提供了坚实的观测证据。

美国宇航局项目科学家卡迪克·赛斯（Kartik Sheth）说："这就像在一个气球表面画上很多的点——每一个点都代表一个星系，然后把气球吹气，你会发现所有点之间的相互距离都在增大。这和宇宙中的情况有些相 似，随着宇宙的膨胀，每一个星系都在互相远离。"他说："基本上，从天体发出的电磁波的波长是不会改变的，但由于时空本身的膨胀，电磁波的波长被拉伸 了。"

星系的退行速度越高，它们距离我们就越远，它们的光谱红移特征就越明显。正是埃德温·哈勃对遥远星系中的造父变星进行观察，并将其观测结果与这些恒星的光谱红移值之间建立关联。

现在，我们抵达了一个关键环节。我们接收到红移最大的电磁波信号显示其来自138亿光年之外。换句话说，这是我们能够观察到的最古老的光线，这也在一定程度上向我们透露了宇宙本身的年龄。

可观测宇宙有多大？直径930亿光年

哈勃望远镜眼中的宇宙深处。我们能够观察的宇宙空间直径大约是930亿光年

但必须考虑到一个事实，那就是在过去的138亿年间，宇宙一直在持续膨胀——并且膨胀的速度非常迅速。将这一因素纳入考虑之后，天文学家们的计算结果显示，那些从138亿光年外发出的光线，产生这些光线的古老天体，由于宇宙的膨胀，今天它们和我们之间的距离已经达到了大约465亿光年左右。

这一数值是我们目前对于可观测宇宙半径的最佳估算。将这一数值乘上一倍，我们就能获得可观测宇宙的直径，大约是930亿光年。

这一数值基于很多不同测量方式得到的结果，它是数个世纪以来科学家们不懈努力的结晶。但正如卡西所指出的那样，即便到现在，我们对于宇宙尺度的认识仍然是比较粗糙的。

仅举一例，考虑到我们能够探测到的一些最古老星系情况的复杂性，目前仍然不清楚为何这些星系能够在宇宙大爆炸之后这么短的时间内就形成。其中一种可能性是，我们在某些环节的计算上可能仍然存在缺陷。

卡西表示："如果在这一宇宙阶梯上，有一级的长度要减掉10%，那么每一级都要跟着减掉10%，因为本质上它们每一级都是相互基于，层层递进的。"

而当我们尝试思考更加遥远的宇宙空间，也就是我们所言的"可观测宇宙"之外的区域，或者说"整个"的宇宙。取决于你所采用的宇宙形态模型，你最后将得到的宇宙可能将是有限的，也有可能是无限的。

近期，英国牛津大学的米汉·瓦达扬（Mihran Vardanyan）和同事们对可观测宇宙中的已知天体数据进行了分析，试图从中探寻整个宇宙的真实形态。

分析的结果如何？在使用计算机算法对数据中有意义的模式进行挖掘之后，他们得到一个新的估算值。计算结果显示整个宇宙的大小大约是可观测宇宙的250倍左右。

但是除了这样的理论估算和模型之外，我们实际上对于真实宇宙的