看完宇宙有多大?觉得地球和人类太渺小啦!

兔斯基聊科学 2024-11-02 10:36:14

地球

地球,乃是人类的全部依存之所,至少就当下以及可预见的将来而言,人类尚无法离开地球去外星球安家落户。所以,对于人类而言,地球就是我们的整个世界。而人类对于外太空的探索,仅仅是在最近的几百年才开始,尤其是在近几十年里才有了显著的进步。一百年前,人类竟然还认为银河系就是整个宇宙,只因为那时我们根本无法观测到河外星系。然而,伴随着现代天文学的蓬勃发展,科学家对于宇宙的认知实现了突飞猛进的跨越。我们能够探测到更为遥远的外太空,不断发现令人惊叹的宇宙奥秘。

宇宙的星系许多人都怀揣着这样一个好奇:我们的宇宙到底有多大?简单的回答是:无人知晓,或许永远也不可能知道。不过,我们可以依据人类目前对宇宙的认知来想象宇宙的规模,而通过对比则能更直观地感受宇宙的浩瀚无边。

地球和月球对于人类来说,地球实在是巨大无比,其半径达到了 6371 千米,质量更是高达 60 万亿亿吨。地球周长约 4 万千米,即便乘坐飞机绕行地球赤道一圈,也大约需要 50 个小时,也就是两天两夜还要多,要知道飞机可是目前飞行速度最快的交通工具之一。月球是距离地球最近的天体,与地球的平均距离大约 38 万千米。这个距离在浩瀚宇宙之中确实显得微不足道,因为光速飞行只需一秒多一点的时间。但在半个世纪前的阿波罗登月行动中,从地球飞行到月球竟然足足花了大约 5 天时间。38 万千米之外的月球是人类目前所能到达的最远天体。若要前往更远的火星,仅靠传统的化学燃料推进系统难度极大,这也是美国载人登陆火星的计划迟迟未能付诸实践的原因之一。

太阳和地球地球与太阳的平均距离大约 1.5 亿千米,这也是一个天文单位。即使以光速飞行,也需要大约 8 分 20 秒的时间。对于地球来说,这是一个堪称完美的距离,不近不远,使得地球上的海洋刚好能保持液态,也让地球成为了生命的摇篮。曾经,科学家一度认为冥王星就是太阳系的边界,但随着对太阳系的深入探索,人们发现事实并非如此。冥王星之外还有更为辽阔无垠的空间,被称为奥尔特云,太阳系内的大部分空间都被奥尔特云所占据。冥王星距离太阳最远也只有大约 53 个天文单位,太阳光飞行到冥王星只需要大约 7.5 小时,而太阳光要想飞出太阳系则需要一年的时间,由此可见太阳系是何等的广阔。

太阳系比邻星,是距离太阳最近的恒星,约为 4.3 光年之遥。4.3 光年的距离看似并非遥不可及,但以目前人类的飞行速度,想要到达比邻星却无异于痴人说梦。飞行了 40 多年的旅行者一号目前也只飞行了 220 亿公里,也就是大约 20 光时(光速飞行 20 个小时)。想要飞出太阳系,至少需要上万年时间,而到达比邻星,则还需要五万年之久。4.3 光年的浩瀚空间里到底有什么呢?基本上是虚无的空间,几乎空无一物,除了各种宇宙辐射之外,你感受不到任何物质的存在。人们总是担心在外太空高速飞行时,飞船可能会撞到什么东西导致损毁,实际上这种担心纯属多余,因为即使你刻意想撞上点什么东西也是极为困难的,几率几乎为零。

银河系科学家曾一度认为银河系直径只有 10 万光年,但随着人类探测水平的提高,发现银河系可能更大。我国的郭守敬望远镜已经发现,银河系直径至少达到 20 万光年,很可能还会更大。我们的太阳系位于距离银河系核心大约 2.6 光年的位置,太阳系绕行银河系一周大约需要 2.2 亿年时间。也就是说,自从太阳系诞生以来,绕行银河系的圈数也不过 25 圈而已。

本星系群银河系隶属于更大的本星系群,本星系群直径至少达到 1000 万光年。本星系群里还包括我们的邻居——更大的仙女座星系。除了银河系和仙女座星系之外,剩下的星系都是一些小星系,总质量不到银河系质量的 5%。仙女座星系和银河系是本星系群里的两位“巨头”。

室女座超星系团本星系群隶属于更为庞大的宇宙结构——室女座超星系团,直径达到 1.1 亿光年。在如此浩瀚的宇宙结构里,即便是我们的银河系也显得极为渺小,其中包含了大约 50000 个大大小小的星系。地球距离室女座超星系团的中心大约六千万光年。

拉尼亚凯亚超星系团室女座超星系团并不是最大的星系团结构,拉尼亚凯亚超星系团比它大得多,直径达到了 5.2 亿光年,包含了 10 万个星系。比拉尼亚凯亚超星系团更大的还有双鱼 - 鲸鱼座超星系团,直径达到 10 亿光年,总质量相当于 10 个拉尼亚凯亚超星系团的质量。

可观测宇宙根据宇宙年龄和宇宙膨胀速度,以及哈勃定律等,科学家们计算出可观测宇宙直径大约为 930 亿光年。宇宙年龄为 138 亿光年,为何可观测宇宙直径能达到 930 亿光年呢?简单来说,是因为宇宙在超光速膨胀,所以会远大于 138 亿光年。

最大的问题是:可观测宇宙外面到底是什么?无人知晓,或许我们永远都不会知道,因为那里发生的一切都与我们毫无瓜葛,因为那里的任何信息都不会传递到地球。但可以预料的是,可观测宇宙之外仍旧会是宇宙,宇宙的真实大小很可能比 920 亿光年要大得多得多。看了这么多内容,或许你早已能够感受到人类和地球的渺小。到底有多渺小呢?我们甚至无法用任何语言来精确描述这种渺小,甚至我们都无法想象其渺小程度究竟达到了何种境地。

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