宇宙到底有多大?如果银河系直径为1米,同比缩小的宇宙有多大?

星空承载梦想 2024-06-22 08:56:45
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宇宙到底有多大?这是人类走出地球之后一直都在探索的问题,古时候由于人类的科技不够发达,所以古人一直都认为地球就是唯一的世界,在古人眼中对地球的认识是非常浅薄的,古埃及人认为地球是放在四只大象背上的平板,大象则是站在一只大龟背上,龟浮在海面上,在我国古代就有大地如棋盘之类的说法,总之古人认为地球就是平面的,在公元前6世纪,古希腊著名科学家毕达哥拉斯突破了传统和直观的局限,第一个明确提出地球是球形,实现了人类对地球认识的一个飞跃,毕达哥拉斯的地球球形说是以充分的观察结果为基础的,他观测到月光不是月亮自己发出的光,而是反射太阳的光,进而他还发现了月面上阴暗交接处有一道弧线,这种现象只有在光线照射到球形物体上才会出现。

这就说明月球是球形的,由此他推想到地球和其他天体一样,都是球形的,后来到了16世纪的时候,世界航海大发展,出现了一些著名的航海家,他们最初目的是到海外寻找殖民地。1519年9月,葡萄牙的航海家麦哲伦在西班牙牙国王的支持下率领200多人的五艘船队一直向西,历尽千辛万苦,于1922年9月,回到了西班牙。但麦哲伦本人在经过菲律宾群岛时,因介入当地人的冲突而身亡,回到西班牙的是一艘10多人的帆船。麦哲伦船队的环球航线地球一周的壮举,证实地球是一个球体,结束了地圆与地方的争论。后来到了20世纪中期,人类进入太空,通过人造卫星拍摄地球的照片,人类终于目睹了地球的全貌,从而直观的证明了地球是球状的,苏联宇航员加加林成为人类历史上第一个亲眼目睹地球是球体的人。

经过科学家的计算得出,我们地球质量大约是5.97*10^24千克,平均直径大约是12756公里,体积大约是1.08*10^12立方公里,表面积大约是5.1亿平方公里,赤道周长大约是40075公里,地球其实就是太阳系中的一颗行星,在太阳系中一共有八大行星,它们分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星,在海王星的外面还有一颗冥王星,曾经冥王星也属于一颗行星,但是后来科学家认为冥王星的体积和质量都太小了,于是将它踢出了行星的行列,通过科学家的研究我们能够知道,太阳系的直径非常广阔,很多人认为太阳系的日球层顶就是太阳系的边缘地带,因为在这个范围内,是太阳风遭遇到星际介质而停滞的边界,但实际上,日球层顶并不是太阳的边界,目前科学家认为,太阳系的边缘在奥尔特星云。

这是太阳引力最边缘的区域,奥尔特星云是一个包裹整个太阳系的球体云团,由众多彗星组成,它们是早期太阳系形成的,外围留下来的剩余物质,奥尔特星云的范围非常大,距离太阳大约有50000-100000个天文单位,只有飞出奥尔特星云才算是真正飞出了太阳系,为了能够飞出太阳系,科学家们也做了很多努力,在47年前,NASA发射了旅行者号探测器,这是人类目前飞行最远的探测器,1977年9月5日,旅行者1号从地球发射升空,截止2024年6月,旅行者1号已经在太空中飞行了46年,目前距离地球约245亿公里。它身上有很多厉害的技术和系统,使其能在太空恶劣环境中保持长时间稳定运行。虽然旅行者号探测器在宇宙中飞行了很长时间,但是到现在它依然没有飞出太阳系。

科学家通过计算得出,如果按照旅行者号探测器现在的飞行速度,想要完全飞出太阳系至少需要上万年的时间,对于人类来说,上万年的时间实在是太漫长了,所以人类现在根本无法飞出太阳系,不过对于宇宙来说,太阳系就像是一粒沙子,在太阳系的外面还有银河系的存在,根据科学家的研究得出,银河系的直径大约是10万光年,银盘厚度大约是1000-10000光年,拥有恒星数目大约是2000亿到4000亿颗,总质量大约是太阳的8亿到20亿倍左右,看到这里,相信很多人都已经觉得银河系已经非常大了,但是银河系也隶属于其它星系中,在银河系的上面是本星系群。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。本星系群是本超星系团的一个成员。室女座超星系团里面包含了100个星系群和星系团,室女座星系团位于中心位置,本星系群位于室女座超星系团边缘位置,不过在室女座超星系团上面还有更大的宇宙结构——拉尼亚凯亚超星系团,拉尼亚凯亚超星系团里面包含了10万个星系。直径范围达到了1.59亿秒差距,也就是5.2亿光年,在如此庞大的星系上面,还有更大的宇宙结构。

目前人类能够观测到的宇宙直径大约是930亿光年,而这并不是宇宙的全部范围,宇宙可能比我们想象的还要大,如果我们把宇宙的基本单位缩小,那么是不是宇宙就显得没有那么大了?假如我们将银河系的直径10万光年缩小为1米,那么等比缩小的宇宙到底有多大?当银河系被缩小为1米的时候,银河系的两个卫星星系大麦哲伦星系和小麦哲伦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直径大约是2.2米,距离银河系大约有25米,在银河系的附近还有很多其它的星系,比如说巴纳德星系距离银河系有160万光年,缩小后也就是16米,IC星系距离银河系大约有180万光年,缩小后大约是18米,M32星系距离银河系265万光年, 缩小后就是26.5米。

NGC3109星系距离银河系420万光年,缩小后它距离银河系有42米,本星系群的覆盖范围大约是1000万光年,缩小后也就是100米,室女座超星系团的直径大约是1.5亿光年,缩小后就是1.5公里,可观测宇宙直径范围大约是930亿光年,同比缩小的可观察宇宙直径大约是68万平方公里,这个范围也就是一个省的面积左右,看到这里,大家是不是都已经觉得宇宙不是很大了,不过这里需要注意的是,这仅仅是可观测宇宙的范围,而且还是缩小比例之后的数字,如果说我们的宇宙是无边无际的,那么即使我们在怎么缩小,宇宙还是无限大的,从理论上来说,如果宇宙是一个球形的,那么宇宙就是有边界的,但是空间是宇宙膨胀所产生的,只有膨胀到的地方才有空间。

目前人类能够观测到的宇宙直径,只是因为光达到了那里,所以才能够被我们观察到,之外的地方还没有观察到,是因为光还没有过去,也可以说是人类的科技还不够发达,根据科学家的研究发现,宇宙膨胀的速度已经远远超过了光速,既然如此,那么人类的目光永远比真正的边界晚一步,空间的膨胀最早是由天文学家埃德温·哈勃在20世纪20年代发现的。哈勃第一次发现,与当时人们所认为的相反,宇宙中包含了大量的星系,而不仅仅是银河系。在观测遥远的星系时,哈勃注意到大多数星系都是红色的。虽然遥远星系的颜色似乎不是特别明显,但几乎每个星系都是红色的这一事实表明,它们都在以惊人的速度远离我们。目前对宇宙膨胀率的估计表明,空间以每百万秒差距每秒73公里的速度膨胀。

天文学家使用的是秒差距,1秒差距等于3.26光年。1百万秒差距等于100万秒差距或326万光年。我们说宇宙以每秒每百万秒差距73公里的速度膨胀,就是说,每百万秒差距的距离,宇宙膨胀73公里。到现在为止,我们的宇宙还在快速的膨胀当中,如果说我们的宇宙一直膨胀下去,那么我们根本无法找到宇宙的边缘,这也就意味着宇宙是没有尽头的,不过宇宙之所以会不断的膨胀,主要是因为暗物质的原因,暗物质是一种我们看不见也摸不着的神秘物质,这种物质不会和其他任何物质发生化学反应,所以我们看不见也摸不着它们,但是暗物质能够释放出巨大的能量,这种能量就是暗能量,暗能量能够推动宇宙不断的膨胀,科学家认为,当宇宙中的暗能量消耗殆尽时,我们的宇宙就会停止膨胀。

只不过宇宙中的暗物质和暗能量到底有多少?现在科学家还在积极的研究当中,而关于宇宙到底有没有边界这个问题,在科学界一直争论不休,如果宇宙大爆炸理论成立的话,那么我们就可以确定时间一定是有限的,从大爆炸开始的那一刻,到目前为止,这是一个固定的时间段。不只是现在到未来的任何一刻,都是一个确定的时间段。在大爆炸之前,宇宙不存在任何一种物质,时间同样也不存在。日本理论物理学家加来道雄曾经给出过他自己的解释,他认为,在宇宙大爆炸之前的宇宙,可以理解为绝对无以及一定程度上的无。绝对无,就是不存在时间以及物质,就连空间也不存在,这样一个宇宙,我们似乎很难想象出它是什么样子的。而一定程度上的无,也就是说不存在时间以及物质,但是空间还是存在的。

如果说大爆炸之前,宇宙是一片绝对无的混沌状态,那么我们就能够得出,时间是有限的,在我们的这个宇宙当中,真实的可观测宇宙一定是138亿光年乘以宇宙的膨胀系数,简单来说就是我们所说的以地球为球心,半径为465亿光年的这个范围,但是这里同样存在一个误区,在不同的位置,宇宙膨胀的速度也是不同的,比如说在距离我们465亿光年外的宇宙膨胀速度已经超过了光速,这也就意味着在那个位置意外的宇宙光线永远都不可能达到我们的地球,所以我们永远也探测不到它们,因此有很多科学家推测,真正的可观察范围应该在1200亿光年之外,由于现在我们谁都不知道宇宙的边界哪里,所以即使将宇宙缩小很多倍,宇宙依然还是非常大。

虽然现在科学家还在积极的研究和探索宇宙的奥秘,但是人类的科技有限,现在人类连太阳系都没有办法完全飞出去,更别说探索宇宙的边界了,如果有一天人类能够实现超光速飞行以后,或许人类才能够解开宇宙边缘的奥秘,希望人类能够早日实现自己的梦想,小编认为,人类作为宇宙中最有智慧的生命,人类的科技在不断的进步和发展,只要人类能够坚持不懈的努力下去,未来人类一定能够解开宇宙的奥秘,小编希望人类能够长久的在宇宙中发展下去,对此,大家有什么想说的吗?

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1 阅读:112
评论列表
  • 2024-06-27 14:03

    武仙——北冕长城是目前发现的最大宇宙结构吗?它多大?

  • 2024-06-27 11:19

    何谓无穷大,毫不夸张的说,如果银河系的直径为1纳米,宇宙也没法用光年来度量

星空承载梦想

简介:本人爱好天文,擅长写科学领域的文章