宇宙的中心在哪里

宇宙的中心在哪里

托勒密创立“地心说”，认为地球是宇宙的中心；哥白尼创立“日心说”，认为太阳是宇宙的中心。

古希腊著名的天文学家托勒密

我们在宇宙中处于怎样的位置？宇宙有没有起源？几千年来，人类观察宇宙的手段从肉眼发展到望远镜，进而是人造卫星。人类的视野也从太阳系扩展到银河系和河外星系。我们对宇宙的认识从幼稚的神话，简单的猜想，到20世纪的现代宇宙学。

公元140年，埃及的希腊裔天文学家托勒密创立了“地心说”，他认为地球是宇宙的中心。托勒密体系对人类做出的贡献是，在一定程度上解释和预测行星相对于恒星背景时而向东、时而向西的复杂运动。

16世纪时，波兰天文学家尼古拉·哥白尼沿袭了托勒密体系中行星以匀速作圆周运动的思想。但他认为是地球绕太阳，而不是太阳绕地球旋转。这恰恰与托勒密的观点是相反的。哥白尼认为如果宇宙是以太阳为中心，那么其他天体也一定都是围绕太阳旋转。

托勒密的“地心说”

哥白尼的日心体系被历史学家称为“开启了宇宙学革命性的一刻”。哥白尼的日心说改写了托勒密延续千年的宇宙模型。哥白尼去世后，又过了半个多世纪，德国天文学家开普勒为太阳中心说找到了新的证据。1609年，这位德国天文学家在《新天文学》一书中宣布，行星是沿着椭圆轨道围绕太阳运动。这一发现，打破了天体必须做匀速圆周运动的传统观点。他的这一成果借助了丹麦天文学家第谷留下的精密观测资料。几乎与此同时，意大利物理学家伽利略通过其自制的望远镜观察发现，对宇宙是由完美的圆形和球形组成的看法提出了怀疑。伽利略摒弃了这种唯美主义的天体运行说，因为在事实上，在伽利略可以观察到的、比较近的天体上都可以看到存在某种缺陷。比如太阳有“黑子”，月球上面布满了陡峭的环形山，并不像大家想象中的那么平滑。

波兰天文学家哥白尼

伽利略随后观察了水星与火星。伽利略对木星投入的精力最多，他从1610年1月起连续观察木星，并有了一个惊人的发现。伽利略发现，在木星周围有4个暗弱的星体在围绕着它运转。这是人类第一次发现有天体围绕着不是地球的行星在运行。后来，这4颗卫星被称为“伽利略卫星”，它们的发现，使得地球是宇宙中心的说法再也说不通了，这宣告了托勒密地心宇宙体系的终结。

开普勒的发现和伽利略的观测结果，都为“哥白尼日心说”提供了直接的证据。但究竟是什么力量在维系行星的运行问题仍然没有答案。后来，牛顿发现，是“万有引力”维系着月亮围绕地球、行星围绕太阳运行。这使得哥白尼的日心体系有了坚实的理论基础。

宇宙的观测在伽利略发明望远镜后，日新月异。而在望远镜的发展过程中，牛顿做出了的贡献。牛顿对伽利略的望远镜进行了改良，他在望远镜里加了一片平面的反光镜，这使得镜筒在变短的同时，可以观察到更清晰的图像。后来出现的巨型望远镜，就是在牛顿改良望远镜的基础上发展起来的。

人类对宇宙论中心的认识

人类对宇宙论中心的认识分为以下几个阶段：

1.天圆地方说；2.观测者中心说；3.地球中心说；4.太阳中心说；5.突破恒星天层，发现银河系，银河系被看作是宇宙的中心；

6.发现河外星系，确立宇宙无限，宇宙无中心。

伽利略亲手制作的两副望远镜

1859年，英国天文学家威廉·哈金斯，用一台装有高色散分光仪的20cm望远镜，开始观测一些亮星的光谱，并从里面分析出了钠、钙、镁等化学元素的谱线。后来，他利用多普勒效应，首次从谱线的微小位移测出了天狼星的视向速度。

牛顿手制的反射望远镜

19世纪，哈金斯对太阳光谱中构成谱线的化学元素进行分析，试图了解太阳和恒星都是由何种成分构成的。哈金斯得出太阳和恒星主要是由氢和氦构成的结论。因为他发现，在太阳和恒星的光谱线中，都有着清晰的氢和氦的特征线。这一发现说明了太阳和一颗普通的恒星没有什么差别。

随着科学的进一步发展，人类也认识到，地球不是宇宙的中心，太阳同样不是宇宙的中心。太阳是太阳系的中心，太阳系中所有的行星都绕着太阳旋转。银河也有中心，它周围所有的恒星也都绕着银核旋转。那么宇宙有中心吗？宇宙是否有一个让所有的星系围绕的中心点？

按理说不管宇宙有多大，它都应该有中心存在，但考虑到宇宙不仅包括普通的三维空间，还包括时间，这第四个维度。这样看来，宇宙的中心实际上又并不存在。因为宇宙的膨胀一般不发生在三维空间内，而是发生在四维空间内的。

发现“万有引力”的牛顿

如果仅凭空想的话，要想理解膨胀的宇宙空间不是件容易的事情。

我们可以做这样一个比方，我们可以把整个宇宙比喻成一个不断长大的西瓜。宇宙就像是西瓜一样，从最初的一个种子开始成长，逐渐有了西瓜的样子，在其内部形成了一些新的种子，就好比宇宙中的星系和星团，我们的太阳系就是这些星系中的一部分。宇宙是不断膨胀的，而西瓜也是在不断地长大的，逐渐占据了越来越多的空间。西瓜内部的种子在不断长大的同时，离别的种子的距离也越来越远。

如果单从某一个种子上看的话，其他的种子都在不断地远离它，随着时间的推移，这种远离的速度也会越来越快。如果我们这时要寻找西瓜内的这些种子在其最初生长时的位置的话，已经是不可能的了，因为在西瓜的成长过程中还有一个时间的维度，西瓜的某一粒种子与其他的种子的相对位置没有变化，而西瓜的中心却一直在变动。西瓜自身所处空间的位置也在不断发生着变化。宇宙也是如此，经过了亿万年的时间，随着宇宙的不断膨胀，宇宙的中心也在不断地变换。正是由于时间维度的加入，使得我们把握宇宙的中心几乎成了一件不太可能的事情，虽然我们知道大概有那么一个中心点存在，但我们却无法确切地说出这个点在何处。

由此，我们知道，宇宙是没有一个确定中心的。人类的历史进程中，随着认识水平的变化，在之前的一些历史阶段都给出了宇宙的中心。而这些中心的确立，都跟当时的宇宙视野有关，而宇宙视野总是随着天象观测实践活动的逐步深入而不断扩大。

四维空间假想图