宇宙有多大？

人类曾认为夜空是太阳休息时包裹着地球的未被照亮的球体他们认为太阳就在这个球体内运行。随着人们出于宗教原因研究天空、试图理解其存在的意义或者更具逻辑性地为了预测 “生长季节” 与 “时间” 以便规划文明、维系生存。一旦人类发现农业成为可能知晓何时天气适宜播种、河水何时泛滥、季风何时到来、致命霜冻何时会摧毁庄稼并毁灭城镇、村庄就变得至关重要。在阅读、写作与数学能力普及之前星辰是最可靠的历法。随着 “行星”希腊语中意为 “漫游者” 一词的发现我们开始认识到 “行星” 或 “移动的星星”。此后不久我们开始认为其他那些固定的光点是距离十分遥远的其他太阳 —— 但我们并不知道它们究竟有多远……宇宙有多少英里我们最合理的推测是 5.4 × 10²³ 英里。宇宙有多大年纪天文学家已确定我们的可观测宇宙年龄为 137 亿年。我们如何知道宇宙的年龄天文学家通过两种方式估算宇宙年龄寻找最古老的恒星。宇宙是无限的吗天文学家无法看到宇宙的边界只能看到我们观测范围的极限即可观测宇宙。近还是远月球在天空中看起来很近而且直径看起来几乎与太阳相同。这源于一个不可思议的巧合太阳距离地球大约是月球的 400 倍大小也大约是月球的 400 倍。另一个有趣的巧合是太阳的半径大约是地月距离的两倍。尽管月球看起来很近我们与月球之间的空间足以放下 30 个地球。以高速度行驶抵达月球仍需要半年时间。然而我们所在的这颗恒星同样大得难以想象。从太阳一侧开到另一侧需要将近两年时间。与地球相比太阳就是一个庞然大物它是一座巨大的核聚变反应堆拥有足够的氢燃料还能以现有状态持续燃烧 40 亿年。它在天空中显得很小只是因为它距离我们 1.5 亿公里。地球直径为 12742 公里而太阳直径高达 139.27 万公里。二者尺寸差异巨大。光速光速SOL是宇宙中的终极速度极限。爱因斯坦告诉我们运动速度越快能量就会越多地转化为质量Emc²当你接近光速时用于提升速度的能量会转化为质量。质量会不断增大直至趋于无穷大如果你真的能达到光速因此想要继续加速就需要无穷大的能量。因此实际上唯一能够达到光速的只有光本身因为光由光子构成而光子是无质量粒子。邻近天体于是利用宇宙中速度最快的光及其在单位时间内的传播距离我们拥有了测量长距离的方法。例如光在一秒内可传播约 30 万公里。这意味着光抵达月球仅需约 1.25 秒。这段距离因此被称为 1.25 光秒。火星的轨道与地球不同因此它与我们的距离不断变化。它比月球远得多所以我们用光分而非光秒来计量。地火距离最近时发送光信号或无线电信号需要三分多钟最远时则需要 22 分钟以上。我们称这段距离在 3.11 至 22.27 光分之间。平均而言这一距离几乎是地月距离的 1000 倍。太阳系最外侧的行星海王星距离极为遥远我们用光时来计量它的距离。从太阳到海王星约为 4 光时。最近的恒星即便太阳系外最近的邻居也极为遥远。距离最近的比邻星连同半人马座 α 星 A 与 B距离我们约 4.3 光年。你从未见过银河系我们所在的星系的完整真实图像因为这根本不可能。你看到的都是我们推测的银河系样貌示意图或是我们认为与银河系相似的其他星系图像。我们的星系直径约为 10 万光年。发射一台相机飞出银河系足够远的距离拍摄图像所需时间将超过整个宇宙的年龄而携带图像的无线电波传回地球也需要数千年。事实上自 20 世纪初发明无线电以来其信号便以光速从地球向外传播传播距离不会超过 100 光年。在最黑暗的夜空中你用肉眼能看到的恒星总数大约只有 3000 颗。除此之外的几乎所有天体都需要借助天文仪器才能观测到。本星系群我们邻近区域约有 50 多个星系被称为本星系群。这是一个直径约 1000 万光年的球状区域。其中一些星系比银河系更大多数则更小。它们大多也拥有数千亿颗的恒星。处女座超星系团这个球状区域直径再扩大 1 亿光年我们的本星系群在其中则显得微不足道仅占另外 100 个类似本星系群的星系群的 1%。所有这些星系群都包含在拥有约 5000 个星系的处女座超星系团内。拉尼亚凯亚超星系团但当我们谈及拉尼亚凯亚超星系团时室女座超星系团便渺小得不值一提。拉尼亚凯亚直径超过 5 亿光年至少包含 10 万个星系。这算大吗与可观测宇宙相比并不算大。可观测宇宙在巴勃罗・卡洛斯・布达西创作的这幅精彩示意图中你将看到不断缩小比例呈现的可观测宇宙。地球与太阳位于中心依次向外是太阳系、邻近恒星、邻近星系、遥远星系、早期物质纤维结构最终是宇宙微波背景辐射。在我们能观测到的宇宙区域内约有 2 万亿个星系。在这里即便拉尼亚凯亚超星系团也如同尘埃。从可观测宇宙中的任意一点出发最远端距离为 465 亿光年。当然这一数值超过了宇宙年龄 —— 宇宙仅约 138 亿年那么这为何可能原因很简单由于一种我们尚未理解的过程宇宙正在膨胀且天体距离观测者越远退行速度就越快。我们目前将这一现象归因于暗能量与暗物质的驱动这两个术语只是我们创造的标识符直到我们能解释这一过程为止。从未有人直接观测到暗物质也从未有人测量到暗能量。我们所确知的是某种力量导致宇宙不断膨胀而在最遥远的区域空间膨胀速度极快甚至超过了光穿越空间的速度。超过某一距离的光永远无法以足够快的速度抵达地球因此对于我们而言这些发光天体将永远消失。物理学规律使我们无法看到可观测宇宙之外的区域。望远镜望远镜帮助我们证实地球 “只是一颗行星”而非“宇宙中心”。可观测宇宙直径仅为 930 亿光年。根据贝叶斯数学模型整个宇宙的直径很可能至少为 4700 亿光年甚至可能更大乃至无限。我们无法看到整个宇宙这一事实并不会改变其实际尺寸远大于观测范围的可能性。这意味着在宇宙中我们能抵达的任意位置各个方向的边界距离都始终约为 465 亿光年。所以你确实处于宇宙的中心 —— 至少是可观测部分的中心。总结2025 年一项突破性研究挑战了现代宇宙学最大的假设之一 —— 宇宙膨胀正在加速。数十年来科学家认为一种被称为暗能量的神秘力量正以不断加快的速度将星系彼此推开。但结合 Ia 型超新星、重子声学振荡BAO与宇宙微波背景CMB数据的最新研究描绘出了截然不同的图景。研究结果显示宇宙膨胀速度实际上可能正在放缓这表明暗能量可能正在减弱或随时间演化。若得到证实这一发现将重塑我们对宇宙命运乃至星系长期未来的理解。研究人员指出星系或许不会像此前预测的那样无限彼此远离而是最终减缓分离速度改变宇宙结构形成的模型。本文转载自 雪兽软件更多精彩推荐请访问 雪兽软件官网