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本文目录

1. 可观测宇宙的大小，是如何计算出来的？
2. 宇宙是由奇点大爆炸形成，奇点的位置就是宇宙的中心，那么奇点现在在哪里？
3. 中国基础科学研究在世界上到底处于什么水平？
4. 选宇宙学前途怎么样？

可观测宇宙的大小，是如何计算出来的？

可观测宇宙

要理解“可观测宇宙”这个概念，我们得先从一个观念说起。我们举个常见的例子：照镜子。

虽然看着是简单的照镜子，但你想过没有，镜子里面真的是你么？或者可以这么问，镜子里的你是现在的你么？

如果你仔细思考一下这个问题，得出的答案很简单，镜子里的你其实是过去的你。

之所以会这样，是因为“光速”，你的脸到镜子，以及镜子的像再到你的眼睛里，是有一段距离的，而光走过这段距离是需要时间的。因此，你看到的其实是过去的自己。通过这个简单的例子，我们就会发现一个问题，如果我们是通过光（电磁波）来进行观测的，那么，我们能观测到的距离和时间是有关系的，时间越长，能观测到的距离就越长，简单来说就是距离等于光速乘以时间。

那可观测宇宙是什么意思呢？说白了就是人类理论上所能看到的最大的范围。我们现在也知道，宇宙并非是永恒的，而是有一个开端，被我们称为宇宙大爆炸。

这个事情发生在138亿年前，也就是说，如果从这个时间算起，通过光速乘以时间，我们可以知道，我们可观测到的范围是以138亿光年为半径的宇宙。意思是说，我们能看到最远的光，它距离我们138亿年光年的恒星发出的光，这时候恰好能达到地球被我们观测到。

不过呢，事情远没有这么简单，这么说吧，目前我们通过观测和计算得到的可观测宇宙的半径是465亿光年，这也要远大于138亿光年，那为什么会这样呢？

这其实是因为宇宙在膨胀，这个膨胀是空间膨胀，宇宙部位的空间都在以同样的方式等比例地膨胀。这就会使得光从远处传播过来的距离变长的，所需的时间也就长了，就像下图这样，可能星系在早期宇宙距离我们1万光年的距离，这个时候已经距离我们10万光年了。

（当然实际要比这夸张多了，我们能看到的最远的光，其实早期只距离我们地球只有4200万光年。）

于是，我们不得不把宇宙的膨胀效应考虑在内。但同时还存在一个问题，宇宙早期是不透明的，光子一直和各种粒子互相乱撞，没有办法自由的在宇宙空间中传播开来，主要的原理就是温度特别高，这有点类似于我们现在说的等离子态。

随着温度逐渐下降，到宇宙38万岁时，这时候光子才开始在宇宙中传播，也就是说，我们能够计算得到的结果，是从宇宙大爆炸之后的第38万年至今的情况。这个通过计算可以得到的结果是半径为461亿光年。

你会发现，这个结果和最终的465亿光年还相差了4亿光年，那到底是咋回事呢？

其实，虽然通过光子已经无法观测到宇宙早期的前38万年，但这并不意味着我们就永远看不到了。我们还有其他的办法，那就是引力波和中微子。

引力波是不会受到早期宇宙中物质的状态所影响的，它从宇宙大爆炸之后就开始在宇宙中传播，根本不需要等到38万年后。而中微子也是宇宙早期形成的粒子，由于它不参与强相互作用力和电磁力。因此，中微子具有超强的穿透力，所以它类似于引力波一样，可以在宇宙大爆炸之后不到一秒的时间内就开始在宇宙传播了。

由于引力波和中微子的出现，我们可以再把前38万年的时间也考虑在这内，当然也要把空间膨胀也考虑在内，这就得得出4光年的结果，也才有后来的可观测宇宙半径465亿光年的结果。

最后，我们来总结一下，我们目前能看到的可观测宇宙半径是465亿光年，其中461亿光年是考虑了宇宙膨胀以及温度的问题，我们理论上可以看到的宇宙早期的光是从当时距离地球位置4200万光年处发出的，由于宇宙膨胀效应，如今它距离我们461亿光年。但这也只是宇宙38万岁时发出的光，如果通过观测引力波和中微子，它们从宇宙诞生之初就开始在宇宙传播了，那这个距离就可以再进行延伸，延伸4亿光年，加起来就是465亿光年。

宇宙是由奇点大爆炸形成，奇点的位置就是宇宙的中心，那么奇点现在在哪里？

类似这种问题被问到过很多次了，这种问题要看你对宇宙大爆炸理论是如何理解的，更要看你是不是真的接受宇宙大爆炸理论了！

首先，宇宙大爆炸理论是一个假说，但绝不是凭空的想象，而是有事实依据的，虽然有很多人不接受这个理论，但目前来看没有哪个理论能比宇宙大爆炸理论更好地解释宇宙起源问题！

所以说，如果你不接受宇宙大爆炸理论，当然就不接受奇点了，这种问题就没有意义了！所以，以下我的回答只针对接受宇宙大爆炸理论的人！

简单说，宇宙大爆炸理论指的是一个体积无限小密度温度无限高的奇点爆炸（准确地说应该是膨胀）而来的，奇点本身的概念完全不能用现代物理学去解释，我们能做的只能去猜测！物理学能解释的只是大爆炸发生一个普朗克时间之后的事件，因为任何小于普朗克时间的单位都没有意义！

同时，根据宇宙大爆炸理论，奇点没有位于任何位置，因为时间和空间是随着大爆炸一起产生的，大爆炸前没有时间和空间，又哪来的位置呢？只能说，奇点本身就是位置！

我们需要放弃一些固有的思维方式。在你日常生活里，万事万物都位于某个位置，这个位置就是空间，但空间本身就是奇点的膨胀，奇点当然不会位于某个位置！

除非，奇点位于所谓的“多重宇宙”，但多重宇宙完全就是一个科幻概念！

中国基础科学研究在世界上到底处于什么水平？

要回答这个问题首先要弄清什么是基础科学，以及它包括哪些学科门类。

所谓基础科学是指：以自然现象和物质运动形式为研究对象，探索自然界发展规律的科学。包括数学、物理学、化学、生物学、天文学、地球科学、逻辑学七门基础学科及其分支学科、边缘学科。边缘科学包括物理化学、化学物理、生物物理、生物化学、地球物理、地球化学、地球生物等。研究成果是整个科学技术的理论基础，对技术科学和生产技术起指导作用（此段来自网络）。

其次要弄清楚基础科学的经济和社会价值，上面说了基础科学的研究成果是用于指导整个技术科学和生产技术，即它不产生直接经济效益，只有间接经济效益和社会效益。这就决定了基础科学不能以“企业”为主体进行研究，只能是政府或国家层面出资研究。

所以一个国家的基础科学是否发达与该国的经济状况、政策导向等密切相关。

我们国家的经济状况是从上世纪80年代开始逐步好起来的，到现在也不过40年不到。现在50岁以上的人应该比较清楚，上世纪80年代以前是个什么状况，那时人们还在温饱线上挣扎，哪有资金用于基础科学研究？我们的两弹一星还是全国人民勒紧库腰带、科学家们完全以奉献精神干出来的。

上世纪80年代以后，国家政策是以经济建设为中心，直到2000年之前基本也没多少资金投入搞基础科学研究。真正把基础科学研究提上议事日程是在2000年之后，到现在也不到20年。这期间我们国家所用到的各种基础理论、概念、数据等，要么是从国外公开资料（如教科书和其它科学类书籍等）中获得，要么是通过各种渠道从友好国家获得，例如前苏联给我们提供了大量的这方面的支持，所以我们之前的工、农业生产的各个方面，如农业、化工、冶金、石油、煤炭以及加工制造业等都有浓厚的“苏联”味道。直到上世纪90年代以后到2010年才逐渐摆脱“苏式”风格，趋向于“西式”风格。

所以，从上面的分析、罗列中我们可以知道，我们国家的基础科学是处在一个什么水平。

别人从18世纪60年代就开始了工业革命，到现在将近250年。而我们呢？满打满算不到50年，是人家一个零头。所以我们国家的基础科学差距还是很大的，基本处在中等偏下的水平，例如我们有点看不上眼的印度的基础科学研究都比我们要靠前。这反应在技术科学和生产技术等方面主要有如下表现：

1.?在农业粮食方面，如果没有袁隆平老先生的杂交水稻，可能我们还在饿肚子，或者把粮食这个软肋摆在别人面前，让人任意摆弄。而大豆、玉米等每年都有大量进口。

2.?在农业化肥方面，也是在进口了十几套化肥装置后才得以改善。但品种太单一，缺乏多样性，对土壤、水源等造成了较大的不良影响。

3.?在农业农药方面，害虫是杀死了，杂草也被灭了，但是土壤变坏，蜜蜂难以存活了。也是方法太单一，缺乏对害虫、杂草等的综合治理措施。

4.?在医药方面，缺乏病理、药理学等基础研究，所以进口药物占了相当的比例。

5.?在食品方面，缺乏营养、生理和口感等方面的基础研究，所以婴幼儿奶粉大家都要买进口品牌。

6.?在钢铁方面，虽然钢产量世界第一，但缺乏冶金、热处理等方面的基础研究，所以在质量、性能等方面没有别人的精细，在品种方面没有别人的齐全。例如航母用钢、深潜超高强钢等也是近几年才研究出来，就连一个圆珠笔用的小钢珠都要靠进口，等等。

7.?在炼油方面，国产的机油、润滑油等没有进口的好。

8.?在微电子、数字控制等方面，电脑芯片、操作系统以及各种应用软件等基本是国外品牌。

9.?小汽车方面，国人很少人买国产车，原因“你知道的”。

10.?在加工制造业方面，国产机床没有进口的好，高档发动机基本靠进口，零部件加工精度不高，二次热处理不精细，等等。

可能有网友要反驳了，你上面说的全都是这不是、那不是，那我们国家是怎么跃升到第二大经济体的呢？

任何事物都有两面，上面说的是我们的软肋、短处。但是，由于近些年我国对基础科学和应用技术等方面的研发资金投入加大，出现可喜可贺的局面，列举出来主要有：

1.?J10、J20，除发动机外都是自主研发，它们的出现改变我国战机依耐进口的局面。

2.?002航母，完全自主研发，改变了我国没有国产航母的局面。

3.?航天业和军事工业等不但是完全自主研发，而且还与世界第一的国家平起平坐。

4.?高铁的研发、制造世界第一。

5.?建筑业、盾构机世界第一。

6.?大型起重、吊装设备世界第一。

7.?造船业世界第一。

8.?家电业、服装业等世界第一，到哪儿都能看到“MadeinChina”。

9.卡车制造业名列世界前茅。等等。

选宇宙学前途怎么样？

选宇宙学前途怎么样？

现代宇宙学的先驱代表人物是霍金。霍金在其著作《大设计》中开篇说明“哲学已死”，否认了纯哲学和宗教可以解释自然，这也表明各大宗教只是古代精神世界探索未知，追求解脱的体系，而非客观真理。其实，人们对宇宙的研究已经有很长的历史了，古希腊的托勒密是宇宙学已知的最早先驱；现代宇宙学是数学和物理的代名词，早已摒弃宗教和纯哲学概念，借助大型物理实验和超级望远镜，依托现代天文学，数学研究宇宙深层次的原理。

在我国，宇宙学其实就是天文学，目前国内高校真正把学科名称叫宇宙学专业的还没有，即便开设天文学专业的大学也不多。根据教育部学位与研究生教育发展中心全国第四轮学科评估结果，共有5所开设天文学学科的大学进行了评估和排名，基本情况是这样的：天文学学科比较好的学校有南京大学（A+级）、中国科学技术大学（A+级）、北京大学（B-级）、上海交通大学（C+级）、北京师范大学（C级）。由此可见，宇宙学学科专业是有多么尖端与高深了，有志于学习这样的专业学科，前途肯定是非常“高大上”！

天文学是研究宇宙空间天体、宇宙的结构和发展的学科，内容包括天体的构造、性质和运行规律等。天文学专业培养具备良好的数学、物理和天文等方面的基本知识和基本能力，能在天文学及相关学科从事科研、教学和技术工作的高级专业人才。天文学可分为天体测量学、天体动力学、天体物理学三大领域，这三大领域如今备受人们的关注。天文学专业的主干课程具体包括：大学数学、大学物理、理论力学、数学物理方法、电动力学、普通天文学、实体天体物理、恒星物理基础、计算天文学入门等。

南京大学天文系是无数天文爱好者心目中的“圣地”，曾经有无数学霸为了南京大学天文系放弃了清华北大。看过电视剧《小欢喜》的人都知道，剧中英子的母亲就十分不理解英子为什么非要考南大天文系，其实像英子这样的学霸现实高考中也是非常多的。说天文学专业本科最牛的是南京大学，那么中科大就是研究生天文学专业最强的高校了，原因其实非常简单，就是自2016年开始，我国最著名的天文台——紫金山天文台的教育归口单位由中国科学院大学变更为中国科学技术大学；然后中科大和紫金山天文台在中科大共同建设了天文与空间科学学院！

综上所述，笔者认为，选宇宙学是暂时没有可能的，要是针对学类似学科专业特别感兴趣，并且学习成绩又特别出类拔萃的话，建议高考本科就报考南京大学天文学系，然后考中科大天文与空间科学学院的研究生，你一定可以成为国内最牛逼的宇宙学人才，没有之一！

OK，本文到此结束，希望对大家有所帮助。