摘要:经过一个多世纪的研究,科学家们发现,在大爆炸后37.8万年间,宇宙充满了高温高密的电浆云,光子无法远行。直至粒子冷却,原子形成,光子才得以在宇宙中传播。
宇宙,这个广袤无垠的存在,一直以来都激发着人类无尽的探索欲望。
从宇宙的诞生到其不断的演化,从太阳系内的各类天体到更广阔的星系和天体系统,每一个层面都蕴含着无数的奥秘。
据大爆炸理论,宇宙诞生于数十亿年前。随着时间的推移,宇宙不断膨胀。
经过一个多世纪的研究,科学家们发现,在大爆炸后37.8万年间,宇宙充满了高温高密的电浆云,光子无法远行。直至粒子冷却,原子形成,光子才得以在宇宙中传播。
考虑到膨胀和重组等因素,科学家推测宇宙的半径可能为456.6亿光年,直径则为913.2亿光年。当然,这一数据指的是可观测宇宙的范围。
近年来,科学根据最新数据,将宇宙的半径调整为453.4亿光年。
在这浩瀚的宇宙中,银河系是一个庞大的星系,其中包含着数千亿颗恒星。倘若将银河系缩小到一个标准篮球场的大小,那么其中像太阳这样的恒星将会变得极其微小,甚至难以用肉眼辨识。
而本星系群是由包括银河系在内的多个星系组成的天体系统。若将本星系群缩小到一个篮球大小,那么银河系在其中仅如一张光盘。
在这个比例下,其他星系的大小也会相应地缩小。比如,仙女星系稍大一些,也不过如锅盖大小;而较小的大麦哲伦星系和小麦哲伦星系,前者如葡萄,后者如花生米。
在本星系群之上,还有超星系团。以拉尼亚凯亚超星系团为例,如果将其缩小到一个操场大小,那么本星系群在其中仅如一个西瓜。在这种情况下,银河系和仙女星系都无法被肉眼看到,更不用说其中的恒星了。
说完了宇宙中的这些大范围的天体系统,我们再来看看太阳系。太阳系中,太阳是这个天体系统的核心,其体积远大于包括地球在内的行星。
如果做一个大胆的设想,将地球缩小至一个胡椒粒大小,那么太阳则相当于一个篮球。把这个篮球般的太阳放在一处,一个成年人需要迈出相当多的步子,才能到达放置胡椒粒大小地球的位置。
即便将它们的体积按比例缩小,太阳与地球之间的距离仍然显得极为遥远。在太阳系中,除了地球和太阳,还有其他行星。金星的体积与地球相仿,在这个缩小的模型中,它也如同一个胡椒粒。
而水星则比胡椒粒还要微小。接着是火星,它缩小后的体积仅为胡椒粒的一半。
从太阳出发,经过一定的距离后,我们会到达火星的位置。再往外,便是木星,它是太阳系中最大的行星,但缩小后也不过如同一颗葡萄。
要从火星走到木星,至少需要跨出不少步子。而从木星再向外走同样的步数,就能到达土星,它的大小如同一粒橡子。
在太阳系的更外侧,是天王星和海王星,它们的体积相似,缩小后仅如葡萄干般大小。想象一下,在一定的范围内,放置一个篮球般的太阳,其他位置则分布着各种如同胡椒粒、葡萄、橡子、葡萄干般的行星,这便是太阳系的大致模样。一个宁静的傍晚,当太阳渐渐西沉,天空染上绚丽的晚霞。此时,若我们抬头望向西南的天空,便能看到一颗璀璨的星星,那便是金星。
金星和地球同处太阳系,从轨道上来看,金星实际上比太阳离地球更近。然而,随着夜幕的完全降临,星星们逐渐在各个方向显现出来,它们的光芒各不相同。
从地球上看,金星只是夜空中一个闪烁的小点,这让我们深刻地感受到宇宙的浩瀚无垠。为了测量宇宙的广袤尺度,科学家们想出了多种方法。
我国的天眼作为大型射电望远镜,能够接收邻近地球天体发射的电波,并通过计算信号发射与接收的时间差,来确定地球与该天体之间的距离。这种无线电射法主要适用于测量太阳系附近的天体。
还有三角视法,在日常生活中也有应用,通过观察天体间的视差来估算距离。在宇宙中,科学家使用望远镜而非肉眼进行观测,通过望远镜中天体远近的差异来帮助计算距离。
不过,当观测范围超过100光年时,视差变得不明显,就需要结合其他方法进行测量。
主序拟合也是一种测量方法。科学家通过恒星在不同阶段的颜色和亮度变化来推算距离。
将这些特征与已知距离的主序星进行对比,就能估算出遥远天体的距离。主序星被视为宇宙的标准烛光,为测量提供了一个不仅反映距离,还包括亮度和颜色差异的参照系。
此外,造父变星和宇宙标准烛光的结合也是一种测量宇宙距离的方法。造父变星是一类特殊的恒星,其亮度周期性变化与其真实亮度相关。通过分析亮度变化周期,并结合宇宙标准烛光,科学家可以精确测量宇宙的距离。
最后是红移现象,类似于我们在日常生活中感受到的声音远近变化,宇宙中的光波也会因星系间的相互远离而被拉伸,表现为光谱的红移。通过哈勃定律,科学家可以根据红移量的差异推算出天体之间的距离。
正是通过这些方法,科学家们不断扩展对宇宙的观测范围,推动着人类对宇宙的探索不断深入。
来源:探界16