题目

古人认为的地球是不是等于我们现在认为的宇宙?

提问时间：2020-11-02

答案

大体上是这样.
人类对宇宙的认识总是由近及远的.看到哪里,才能想到哪里.一百年前,我们甚至不知道银河系的大小.
古代中国人认为,天圆地方.大地是方的,像一个棋盘,驮在一只大鳌的背上,漂浮于海面.天像一个锅盖,罩在大地上,星星像宝石一样镶嵌在“锅盖”上.于是就有“天似穹庐,笼盖四野”的说法.
古代西方人认为,天地像一个大鸡蛋,地球是蛋黄（因为在很早以前,西方人就知道大地是圆的）,大气层是蛋清,镶嵌着宝石一样的星星的天空像蛋壳一样,包裹在“蛋清”的外面.
东西方相同的是,日、月、金、木、水、火、土等七个天体是在天与地之间,按照各自的轨道（本轮）,与最外层的“天”一起,围绕地球运行.至于它们时快时慢（有些天体有时还会“倒行”）,西方人就在它们轨道的大圆（叫均轮）上再加一些小圆（叫本轮）,以此使天体运行与观测结果相符.这是阿波罗尼奥斯和托勒密干的.直到16世纪哥白尼提出日心说,才把太阳放到了宇宙的中心（当然,我们知道,日心说也是错的.但对于人类对宇宙的认识来说,仍是一个巨大的进步）.
到了18世纪,西方人开始怀疑太阳在宇宙中的中心地位,因为如果太阳是宇宙的中心的话,遥远恒星围绕太阳运行的速度就会达到甚至超过光速了,这怎么可能呢?于是,他们开始重新认识银河,并由此开始猜测宇宙的结构了.当然,他们认为银河就是整个宇宙.这是东普鲁士的康德等人干的.
奇怪的是,直到这时,中国的天文学一直停留在浑天仪的阶段,始终没有进步.
到19世纪中期,终于有人用三角测量法测出了几颗恒星与地球的距离.到20世纪初,由造父变星的光变周期,初步得出了银河系的大小.但直到这时,人们仍认为,我们的银河系就是整个宇宙.
直到20世纪20年代,美国的埃德温·哈勃才把人类的目光投向了银河系之外.随着哈勃定律的发现,人们终于知道了宇宙究竟有多大.
但哈勃定律也给人类出了一个难题,既然星系距离我们越远,退行速度就越快,那宇宙最初时是怎么样的呢?
在这个问题上,包括爱因斯坦在内的许多人都错了（虽然按照广义相对论方程计算,宇宙必然膨胀,但爱因斯坦用一个宇宙学常数,强行“阻止”了宇宙的膨胀）,他们认为宇宙本来如此,现在如此,将来也永远如此.
用哈勃定律反推,宇宙最初必然是一个小范围.但当20世纪40年代,宇宙大爆炸理论提出时,并没有人重视它,有人甚至嘲笑它.直到上世纪60年代,美国的彭齐亚斯和威尔逊发现了2.7K的宇宙背景辐射,才使宇宙大爆炸理论成为了“定量的科学”（这是某位诺贝尔奖获得者说的话,是谁记不清了）.
按照目前的宇宙大爆炸理论,宇宙开始于120－150亿年前的一次大爆炸,时间、空间和物质由此产生,宇宙开始膨胀.在膨胀的过程中,宇宙中的物质自组织化和结构化,形成了大小不同的星系和包含其中的恒星、行星.由于宇宙中最快的速度是光速,我们存在于其中的宇宙就应该是一个半径120－150光年的球形.所有的宇宙物质都包含在这个球形之中.
这与人类最初认识的地球及其外层的“宇宙”何其相似!
而我们的地球与我们的可观察宇宙相比,正如你的名字一样,是“宇宙里一粒沙子”.
当前的研究热点是,我们的宇宙究竟是球形的、平直的、还是开放的?形状取决于宇宙中物质的密度,而形状又决定了我们宇宙的命运.
这就是另外一个故事了.
参考资料：《大爆炸探密》,作者：（英）约翰·格里宾