宇宙到底有多大?如果银河系直径为1米,等比缩小的宇宙有多大?

B站影视 2024-12-30 09:02 2

摘要:宇宙浩瀚而神秘,从人类走出地球之后,人类对宇宙充满了好奇,宇宙远比我们想象的更加神秘,在17世纪末的时候,荷兰天文学家哈雷.路瑟福发明了第一台望远镜,之后伽利略改进望远镜并观测到了月球表面的山脉、太阳黑子以及木星四颗卫星,证实了日心说,推动了天文学和物理学的进

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宇宙浩瀚而神秘,从人类走出地球之后,人类对宇宙充满了好奇,宇宙远比我们想象的更加神秘,在17世纪末的时候,荷兰天文学家哈雷.路瑟福发明了第一台望远镜,之后伽利略改进望远镜并观测到了月球表面的山脉、太阳黑子以及木星四颗卫星,证实了日心说,推动了天文学和物理学的进步,1957年10月4日,苏联成功发射第一颗人造卫星“斯普特尼克1号”,开启了人类的太空时代,1961年4月12日,苏联宇航员尤里·加加林乘坐“东方1号”宇宙飞船进入太空,实现了人类飞天愿望,开创了载人航天新时代,1969年7月20日,美国“阿波罗11号”登月舱在月球“静海”区着陆,宇航员阿姆斯特朗和奥尔德林登上月球,使嫦娥奔月的神话变为现实。

从此以后,人类对宇宙的探索越来越多,而且人类对宇宙的认识也越来越了解,这个包含了恒星、行星、中子星、黑洞等众多天体的神秘空间,它到底是如何形成的?这是科学家一直以来都在不断研究和探索的奥秘,关于宇宙的起源,在科学界纵说风云,其中认可度最高的就是宇宙大爆炸学说:

宇宙大爆炸”假说是由美国著名宇宙学家伽莫夫提出来的。早在1946年,他将弗里德曼、哈勃和勒梅特等人的宇宙膨胀学说总结概括为“大爆炸宇宙论”。这一假说认为,在大约150亿年以前,宇宙还只是一个滚烫的大火球,所有的物质都高度集中在一个点上,进而浓缩成了一个密度极大、温度极高的物质团,被称作“宇宙蛋”。由于“宇宙蛋”不断地浓缩、挤压,能量无限集中,当浓缩到再也不能承受的程度时,“宇宙蛋”便发生了大爆炸。在这次大爆炸后,一些构成宇宙的物质开始向外飞散。又经过漫长的演化过程,这些物质又拼接在一起相互结合,形成了星系和各种天体,从而演化出了星系团、恒星等,最终形成了星空世界;另外还有一部分物质在强大的引力作用下,形成了宇宙物质。

除了这个说法之外,还有永恒宇宙学说:这个说法是由英国天文学家霍伊尔、邦迪等人提出来的,这个假说认为,宇宙并不像人类所说的那样突然诞生的,而是一直就存在,在宇宙中,星体、恒星、行星、陨石、宇宙尘埃等一切物质都处于一种平衡的状态。不过这个说法并没有得到很多人的认可,相对于宇宙大爆炸来说,它的理由和证据更加充分,并且宇宙大爆炸学说也符合现代物理学的模型。

人类除了好奇宇宙是如何诞生的之外,还对宇宙到底有多大充满好奇,可能对于很多人来说,一个物体的大小在我们的认知当中,都是有限的,即使是非常大的物体,我们也能够准确的计算出它的直径,就比如说我们的地球,它的平均半径大约是6371千米,如果以地球的表面积来衡量,大约是5.1亿平方千米,其中海洋面积广阔,大约占到了地球表面的百分之71,陆地面积占到了地球表面的百分之29,从体积方面来看的话,地球的体积大约是1.0832073*10^12立方千米,不过相比于宇宙来说,我们的地球渺小的如同一粒沙子,曾经著名的旅行者1号探测器,在距离地球60亿公里处的地方,拍摄到了一张太阳系的全家福。

在这个全家福里面,科学家几乎找不到地球的位置,只能够模糊的看到一个暗淡的蓝色小点,根据科学家的计算得出,这个暗淡的蓝色小点只有0.12像素,可能很多人不知道0.12像素到底是多大,就相当于在一张A4纸上面,轻轻地用圆珠笔点了一下,如果不仔细发现,根本看不见,著名的天文学家卡尔.萨根看到以后,不由得感叹道:

那就是这里。这是家园。这是我们。每一个你听说过的人,每一个曾经活着的人,都在上面度过了他们的一生。

我们所有的欢乐和痛苦的总和,成千上万自信的宗教、意识形态和经济学说,每一个猎人和觅食者,每一个英雄和懦夫,每一个文明的创造者和毁灭者,每一个国王和农民,每一对恋爱中的年轻夫妇,每一个充满希望的孩子,每一个母亲和父亲,每一个发明家和探险家,每一个道德教师,每一个腐败的政治家,每一个超级明星,每一个最高领导人,我们人类历史上的每一个圣人和罪人……

我们的一切一切,全部都存在于这样一粒悬浮在一束阳光中的尘埃上。

和宇宙相比起来,我们的地球几乎不值一提,宇宙到底有多大?这是人类一直都想要解开的答案,现在通过科学家的观测我们能够知道,太阳系属于银河系当中,银河系的直径大约是10万光年,银盘的厚度大约是1000-10000光年,拥有恒星数目大约是4000亿颗,总质量大约是太阳的8-20亿倍之间,这里我们需要说一下,光年是一个距离单位,一光年大约是光飞行一年的时间,光速大约是每秒30万公里,相当于一秒钟能够绕地球7圈半,对于人类来说非常快,不过即便是这样,它面对浩瀚的宇宙也显得非常慢,在银河系的外面还有本星系群。

本星系群是包括地球所处之银河系在内的一群星系。这组星系群包含大约超过50个星系,其中心位于银河系和仙女座星系中的某处。本星系群中的全部星系覆盖一块直径大约1000万光年的区域。本星系群又属于范围更大的室女座超星系团。本星系群有两个次群:由银河系和大小麦哲伦云组成的银河系次群及以仙女星系为中 心 、包括 M 32 、NGC 205 、NGC147、NGC185、仙女矮星系和三角星系(M33)在内的仙女星系次群。在本星系群的外面还有室女座超星系团。

它的直径达到了1.1亿光年,里面包含了100个星系群和星系团,而它也仅仅是更大星系团中的一部分,目前人类能够观测到的宇宙直径大约是930亿光年,这个范围早已经超出了人类的认知,并且这仅仅是人类能够观测到的,还有很大一部分是人类无法观测到的,为什么这么说呢?对此科学家给出了以下几个原因:

宇宙膨胀

宇宙在不断地膨胀,星系之间互相远离的速度随着距离增加而加快。在距离非常遥远的地方,星系远离我们的速度超过了光速。根据相对论,光无法从这些区域及时传播到我们这里,所以无法被观测到。

光在传播过程中会发生衰减。随着距离的增加,光的强度会越来越弱。当距离达到一定程度后,来自遥远天体的光信号变得极其微弱,目前的观测设备很难捕捉到这些微弱的信号。

观测技术限制

目前望远镜的观测能力有限。尽管有像哈勃太空望远镜等先进设备,但它们仍有观测极限。要观测更遥远的宇宙,需要更高的分辨率、更大的收集面积和更灵敏的探测器,而这些技术目前还不够成熟。

想要彻底了解宇宙的大小,还需要科学家继续的努力,既然如此,那么如果我们将银河系的直径缩小为1米,那么等比缩小的宇宙是不是就很小了?答案会不会和我们所想的一样?当银河系被缩小到1米时,银河系的两个卫星星系大麦哲伦星系和小麦哲论星系分别是距离银河系1.6米到2米远,缩小后的仙女座星系大约是2.2米,它距离银河系只有25米远。在我们的银河系周围,还存在很多其它的星系,比如说巴纳德星系,距离银河系有160万光年,缩小后就是16米,M32星系距离银河系有265万光年,缩小后就是26.5米,NGC3109星系距离银河系大约有420万光年,缩小后它距离银河系只有42米。本星系群的覆盖范围大约是1000万光年,缩小后也就100米。

室女座超星系团的直径大约是1.1亿光年,缩小后也就是1.1公里,可观测宇宙的大小为930亿光年,而等比缩小以后的直径也只有68万平方公里,这个范围也就是一个省的面积那么大,如果这么看的话,是不是我们的宇宙就小了很多?不过大家不要高兴的太早,之前我们就已经说了,这仅仅是人类已知的宇宙大小,真正的宇宙远比我们想象的还要大,更加重要的是,我们的宇宙在快速的膨胀当中,而且膨胀的速度甚至超过了光速。

在1924年的时候,美国天文学家爱德温.哈勃证实了除银河系以外,还有很多其它星系的存在,后来科学家们在观测其它星系中恒信光谱的时候发现了一个奇异的现象:其它星系恒星的光谱和银河系中恒星光谱的特征是一样的,但是所有那些恒星的谱线都向红光那端移动了距离,就是光谱红移,(反之如果光谱的谱线向蓝光那端移动,叫做光谱蓝移)。之后爱得温.哈勃致力于将这些恒星的距离分类并观测他们的光谱,但是有很多人认为,这些星系完全是随机的,所以红移光谱和蓝移光谱数量是一样的。但是在1929年的时候,哈勃发表了令人震惊的结果,几乎所有的星系的光谱都是红移的,且红移程度的大小也不是随机的。

而是和星系离开我们的距离成正比,也就是说,距离我们越远的星系,它的红移幅度就会越大,简单来说就是离开我们地球的速度就越快,这说明了我们的宇宙并不是处于一个静态的状态当中,而是一直在膨胀当中,究竟是什么力量,能够驱使整个宇宙膨胀?

这成为了一个科学上的谜题,在20世纪晚期的时候,科学家们提出了一个被广泛接受的理论,这个理论被称为是暗能量,暗能量是一种非常神秘的能量,它占据了宇宙中大部分的质量,这种能量的存在被认为是导致宇宙膨胀加速的主要原因。

暗能量是一种让人困惑的概念,它是一种均匀分布在空间中的能量,具有负压.这意味着它对空间产生斥力,当宇宙膨胀的时候,暗能量也会增加,导致宇宙加速膨胀,这种加速度就意味着有更多的空间被制造出来,星系之间的距离会变得越来越大,科学家通过研究发现,目前人类已经和宇宙中百分之94的星系失去了联系,这些星系离开我们的速度已经超过了光速,也就是说我们永远都不可能追上这些星系,即便是这些星系上面存在大量的文明,那么人类也无法和他们交流,这对于人类来说是一件非常可怕的事情,要知道如果我们的宇宙一直膨胀下去,那么人类最终就会被孤立在宇宙之中,任由自生自灭。

虽然现在看上去,宇宙中有很多我们无法解开的奥秘和很多不乐观的现象,但是人类并没有因此而停止探索宇宙的脚步,很多人认为,只要人类能够一直坚持下去,那么人类解开宇宙的奥秘也是非常容易的,小编认为,人类文明从诞生到现在,也只有短短几千年的时间,而宇宙大爆炸从开始到现在已经有上百亿年的时间,在如此短暂的时间内,想要彻底解开这些奥秘,是非常困难的,所以人类还需要继续努力才行,小编希望人类能够早日解开这些奥秘,对此,大家有什么想说的吗?

来源:星空承载梦想

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