红移和背景辐射。

天文学中，一个很重要的参数叫做红移，什么是红移?

简单来说，当光源以比较快的速度远离我们时，就会发生光的波长拉长的现象，会向红光的方向偏移，反之当光源以较快的速度向我们移动时就会向蓝光的方向偏移。

德伯发现这个现象并且提出一个理论，这就是后来大名鼎鼎的德伯-费歇尔定律，但是当年的德伯并没有把这个理论推广到宇宙中，而是只认为这个现象只是在当地一小块区域中才会出现。

直到1929年，哈勃利用大望远镜看到了非常多的星系的红移，他就推测这个红移现象很有可能是宇宙中所有星系中都会出现的。

要解释红移现象，哈勃提出一个理论叫做哈勃定律。

这个定律指出，宇宙中的星系在与我们之间的相互运动过程中，不仅速度很快，而且速度还在不断地加快。

生活在这颗蓝色的星球上的我们，离太阳能观测到的红移现象就非常小，几乎可以忽略不计，但是对于极远处的星系中，这个红移现象就非常强烈。

通过观测红移就可以计算星系的远离速度，也就能够推算出距离这个星系的距离。

哈勃定律指出，所有的星系都在以很快的速度远离我们，这很像一个膨胀的气球，气球表面的每一个点都在向外膨胀。

我们要是将观测宇宙的角度拉远一下，可以看到从地球上观测后面的气球点的红移是比较小，而前面的红移就比较大，这样一个现象看起来就会和我们看到的宇宙几乎没有区别，但是我们要是站在每一个气球点上再观察一下，就会发现宇宙内的所有星系都在远离自己的速度。

宇宙背景辐射，是自宇宙大爆炸以来不断膨胀的宇宙中的微波辐射，这是哈勃发现的一个重要的天文现象，这个背景辐射中蕴藏着宇宙形成以来的许多重要信息，包括最初的条件是如何，宇宙中的物质是如何在这样一个能量爆炸过程中演化的。

在1964年，美国的两位天才科学家通过计算和观测的方法发现了这一辐射现象。

几乎没有任何一样东西能够完全发射光，几乎所有的东西在发射光的同时还会吸收一部分光，这一点也适用于宇宙，宇宙中的所有物质都不是完全的黑体。

但是在宇宙大爆炸过程中，宇宙中的物质温度非常高，近火炉一样，这样一个很高的温度条件下就会发射很多热辐射，这样一个现象就好像一个非常亮的光源，可以向四周辐射光，在这样一个背景辐射中，我们可以看到宇宙大爆炸后的信息。

为了判断一个光源有没有发生红移，我们可以用一个叫做光谱仪的仪器，将光传递到光谱仪上，光谱仪可以分辨出光的波长，这样我们就可以观察到这个光源的红移现象。

然而宇宙背景辐射是非常重要的一个现象，并且宇宙背景辐射中的红移现象很强，我们可以认为这样一个庞大的光源是没有运动的。

从地球到宇宙背景辐射的距离非常遥远，光从宇宙背景辐射传到地球上也需要花费很长时间，我们所看到的宇宙背景辐射实际上是宇宙成形后才能传来的信息，也可以认为这样一个光源在宇宙中是没有运动。

人类文明的最远扩张范围-霍金的观点。

人类文明最远扩张范围为什么只有200亿光年?

这个问题曾经还让霍金三天三夜都睡不着，为了研究这个问题，霍金去请教了众多著名物理学家和天文学家，却没有一个人能够给他一个满意的回答。

经过多次探讨，霍金的研究小组认为宇宙最早的初始条件是熵为0，我们可以认为在宇宙膨胀的过程中，熵是不断增大的，但是有一个前提条件，那就是熵不会减小，这个假设也被众多实验结果支持。

但是如果一个宇宙大爆炸后产生的宇宙会再次大爆炸，这样一个现象说明熵是会减小的。

为了让熵的增大和扩张的宇宙相适应，霍金的研究小组也进行了大量计算，最终得出一个结论，那就是人类文明的扩张范围最远也不会超过200亿光年，否则将打破熵弥散的先决条件，导致宇宙不再扩张，最终崩溃。

霍金的这个看法立即引发了广泛的讨论，很多科学家纷纷表示赞同霍金的观点。

人类文明的最远扩张范围-斯坦纽的观点。

但是也有科学家对霍金的观点提出质疑，他就是英国著名的天文学家阿瑟·斯坦纽，他认为霍金的观点是错误的。

在他看来，无论是熵还是其他宇宙的物理参数，都是不断地演化的，因此我们无法推断出人类文明的最远扩张范围只有200亿光年。

为了证明自己的观点，他还进行了大量的计算，得出的结果是人类文明的扩张范围是无限大。

事实上，这个结论也是非常容易理解的，在宇宙大爆炸后，宇宙中的物质开始进行结合，并且结合生成一些更加复杂的物质，这个过程从一开始就是比较混乱的。

伴随着时间的推移，宇宙中的物质也在不断的进行演化，最终演化到现在这样，宇宙中的物质结构相对来说稳定了许多。

但是我们可以看到，在宇宙中还有许多活跃的现象，比如许多恒星还处于很活跃的状态，还有很多行星和卫星， 甚至还有一些黑洞，这些现象都证明宇宙中的物质结构还在不断的演化。

为了让熵的增大和扩张的宇宙相适应，我们可以认为在宇宙中还有一些未知的能量相互影响，导致熵不断增大。

实际上这个能量就好像海洋中的潮水，不断地涌动，潮水会影响到海底的沙子，沙子又会影响到潮水。

在这样一个观点下，我们就可以理解宇宙的发展进程是非常复杂的，但是我们还是可以简化宇宙的发展过程，就好像我们观测宇宙一样，有一些现象对我们来说太过激烈，我们就采用先忽略这些现象的方式简化宇宙的演化过程。

我们将宇宙大爆炸后的演化过程简化为膨胀和熵增加的过程，观测这个简化过程中的宇宙时，我们的确可以看到宇宙在膨胀，伴随着膨胀，熵逐渐增大，但是这个观察方法会不会忽略了一些重要的信息?

为了证明人类文明的扩张范围最远不会超过200亿光年，霍金的研究小组还进行了大量的计算和推演。

他们将宇宙大爆炸后的简化过程和人类文明的演化过程进行了对比。

在人类文明的发展过程中，我们也会面临着物质枯竭的问题，这主要是由于我们对物质的探索和消耗造成的，而宇宙中的物质也是有限的，我们适合做类比的物质是太阳系中的行星，我们可以将人类文明的扩张范围认为是太阳系中所有行星的轨道范围的和。

在宇宙大爆炸后，宇宙中的物质都在膨胀，这就好像一块刚从火炉中取出的面团，面团会向四周膨胀，我们可以将这个观察范围扩大到太阳系的规模。

我们会发现不管我们在太阳系中的任何位置，太阳系都在不断地膨胀，就好像我们在一块刚从火炉中取出的面团上，面团会向四周膨胀，此外宇宙膨胀中还有一个很重要的现象，那就是膨胀的速度越来越快。

此外我们还有很多其他证据和研究结果还证明宇宙中的膨胀会一直持续下去，我们可以得出一个结论，那就是人类文明的扩张范围是非常庞大的。

结语:

那么是斯坦纽观点有问题还是霍金有问题呢?

事实上这个问题并没有一个确切的答案，因为宇宙的发展是非常复杂的，我们只能够观察宇宙中的一些现象，并且进行一些假设，从而简化宇宙的演化过程。

就好像宇宙的膨胀现象一样，我们似乎已经有了一个很完善的观点和计算方法，但是由于观察范围的限制，我们无法得知宇宙远处的星系的膨胀速度，也无法揭开宇宙膨胀速度越来越快的奥秘。

未来的宇宙会是什么样的?

这是一件我们无法知道的事情，但是可以肯定的是，未来的宇宙一定有更加精彩的事情等着我们。