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TUhjnbcbe - 2024/4/1 8:34:00
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宇宙到底有多大?可能是很多小伙伴们好奇的问题。很多科普人的回答是直径亿光年左右,这个回答其实只给出了一半答案,而另一半答案是亿年。这是因为,宇宙是一个时空概念,它不仅仅包含空间,还包含时间。本文尝试着带您建立一个比较直观的宇宙尺度概念。

图1地球

宇宙的空间尺度

1、地球有多大?当人类第一次认识到脚下的大地是个球体的时候,内心无疑是震惊的。与我们日常能接触到的尺度比较起来,地球实在是太大了,它的直径接近1.3万千米。这意味着,要有差不多2千万身高2米的人手拉手,才能绕赤道一周。

2、地月距离有多远?我们知道,地球距离月球的平均距离是38万千米,月球绕地球公转形成的一个环其直径大约为80万千米。在这个环的直径上,能够容纳大约62个排列成一条直线的地球,光穿过这条直线需要2.67秒。

图2地球和月球

3、地球到太阳有多远?1.5亿千米,也叫做一个天文单位。在这段距离上,能容纳个地球肩并肩排成一条直线,光纤穿过这段距离大约需要8分钟。

4、奥尔特星云距离太阳有多远?相当于个天文单位,大约0.1光年。奥尔特云是一个假设包围着太阳系的球体云团,布满着不少不活跃的彗星。天文学家普遍认为奥尔特云是50亿年前形成太阳及其行星的星云之残余物质,并包围着太阳系。光线穿越这个球体大约需要70天。

图3太阳系

5、距离太阳最近的恒星有多远?比邻星它位于半人马座,学名:半人马座α星C,离太阳只有4.22光年,相当于亿公里,到这里再用天文单位做基准已经不合适了,所以开始用光年作为距离的单位。如果我们站在此处回望太阳,也不过是浩瀚星空中很普通的一颗。

图4比邻星

6、在没有污染、晴朗的夜晚肉眼可见的距离有多远?大约是光年,肉眼可见的恒星大约有颗,事实上,这个空间中包含着大约万颗恒星。这些恒星之间的距离达到了几十万天文单位。这里值得一提的一些天体有:毕宿五,65光年;角宿一,光年;昂星团,光年;参宿四,光年;M7星团,光年;猎户星云,光年。

图5我们在银河系中的位置

7、银河系的直径有多大?10万光年(当然了现在也有20万光年一说)。我们的太阳系处在银河系这个大光盘,从中心到边缘的三分之二的位置,太阳要花大约2.2亿年绕银河系的中心一圈。自太阳诞生以来,太阳只绕了不到25圈。

8、本星系群的直径有多大?这是一个以银河系为中心,由几十个星系在引力作用下形成的一个庞大星系集合。站在这个边缘,银河系也不过是一个小小的光点。这里面跟银河系大小相当的是仙女星系,其它星系都不到银河系的5%。在这些星系之间是最接近真空的地方,每立方米只有1个原子。

图6室女座超星系团

9、1亿光年的室女座超星系团。这个星系团里面包含着超过个星系,咱们的银河系就身处在这个超星系团的外围。这里面仍然存在着结构,这些星系并不是漫无目的地游荡的,它们都是位于一些节点、集团和条带中。

10、哈勃球,亿光年之间。这个大球可以容纳下我们已知的整个宇宙(哈勃球之内),现代宇宙学中的主流观点认为宇宙的起源,是起源于一次大爆炸,是在过去由一个密度极大且温度极高的状态演变而来的,并经过不断的膨胀达到的状态。

图7、哈勃球之内

宇宙的时间尺度

~亿年。目前宇宙探测的主要手段还是电磁波,天文学家的观测表明,这里是一片阴暗的能量霾,它的温度只有3K,既零下摄氏度。现在的科学家们认为,这是宇宙大爆炸的遗迹。不过随着引力波探测能力的提升,引力可以穿透早期大爆炸产生的隔离墙,所以天文学家们未来有可能“看到”更古老的宇宙。

结束语

我们目前就生活在这样一个可观测空间半径为亿光年,时间~亿光年这样一个大的时空球当中,如果一定要给这个宇宙指定一个边界,那么这个边界就是时间的边界,在现有理论框架下,我们永远也看不到宇宙诞生之前的景象。

好了,小伙伴们,关于宇宙到底有多大这个问题,你们了解了吗?

文/科学坞图片来自网络,侵删。

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