宇宙的規模是一個充滿奇跡和令人敬畏的主題，科學家們通過不斷的觀測和理論研究，逐步揭示了宇宙的巨大和複雜性。然而，由於宇宙不斷擴展的特性，我們對其確切大小仍有許多未知之處。
可觀測宇宙的範圍
首先，我們需要理解“可觀測宇宙”的概念。可觀測宇宙是指從地球上可以探測到的最大範圍。由於光速是有限的，約為每秒299,792公里，我們只能看到從宇宙大爆炸以來光到達地球的區域。根據宇宙學的標準模型，可觀測宇宙的直徑約為930億光年。這意味著，從地球出發，光需要行駛465億光年才能到達可觀測宇宙的邊緣。
宇宙的膨脹
自138億年前的大爆炸以來，宇宙一直在膨脹。宇宙膨脹的概念由美國天文學家愛德溫·哈勃在20世紀初首次提出。他發現，遙遠的星系正在遠離我們，這是宇宙膨脹的直接證據。哈勃常數（H₀）是描述宇宙膨脹速率的重要參數，最新的測量值大約為每百萬秒差距每秒70公里（1秒差距約為3.26光年）。
宇宙的實際大小
雖然可觀測宇宙的直徑約為930億光年，但這並不代表宇宙的整體大小。科學家們提出了幾種不同的理論來解釋宇宙的整體規模：
1. 無限宇宙：根據這種理論，宇宙在任何方向上都是無限的，沒有邊界。這意味著即使我們能看到的宇宙範圍有限，宇宙本身可能沒有盡頭。
2. 有限但無邊界的宇宙：這種觀點類似於地球表面的二維類比，儘管地球表面是有限的，但在其上行走不會遇到邊界。換句話說，宇宙可能是一個封閉的三維空間，但沒有邊界。
觀測的局限性
我們的觀測能力受到光速的限制。現有的望遠鏡（如哈勃太空望遠鏡和詹姆斯·韋伯太空望遠鏡）可以探測到非常遙遠的天體，但仍然無法看到整個宇宙。此外，宇宙的膨脹速度在某些區域可能超過光速，使得這些區域永遠無法被我們觀測到。
未知的領域
儘管我們對宇宙有了初步的瞭解，但仍然存在許多未解之謎。例如，暗物質和暗能量分別占宇宙總品質-能量的約27%和68%，但它們的本質仍然未知。暗物質和暗能量的存在進一步增加了我們對宇宙規模和結構的複雜理解。
未來的探索
未來，隨著技術的進步和新的觀測設備（如大型綜合巡天望遠鏡和引力波探測器）的投入使用，我們可能會獲得更多關於宇宙的資訊。這些新工具將幫助科學家更好地理解宇宙的起源、演化以及最終的命運。
星空扎記答案 P.23 考考你
- 根據記載，伽利略是支持哥白尼提出的___________，即地球和其他星球都是圍繞太陽轉。(日心說)
- 根據科學家的估計，銀河系內應該有大約___________個類太陽系。(10億)
- 光速是有限的，約為每秒___________公里。(299,792)
- 恆星的生命週期經歷了從星雲到原始恆星、主序星、紅巨星，乃至最終形成白矮星、中子星或 ___________等不同階段。(黑洞)
- 當時宗教人士覺得地球是___________的宇宙中心，所以都反對日心說。(上帝創造)
- 1609年，開普勒提出了「行星運行橢圓軌道定律」，即開普勒___________定律。(第一)
- 牛頓第三運動定律，即作用力等於___________。(反作用力)
- 牛頓第一運動定律，亦稱為___________定律；而牛頓第二運動定律即是___________定律。(慣性；加速)
- 於1610年觀察到土星環，亦是第一個發現土星環的人。(伽利略)