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6分鐘了解宇宙到底有多大

生活 更新时间:2024-12-19 06:11:11

宇宙究竟有多大?

這是一個很有趣的問題,因為這個問題沒有準确答案,不同的宇宙模型對宇宙有不同的解釋,同時人類現在的科技有限,無法觀察整個宇宙,甚至人類對太陽系的了解和探索都不夠全面,這個宇宙對于人類來說隐藏了太多的秘密。

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今天這篇文章就從地球開始,一步步帶領大家用文字“旅行”到人類已知的最大宇宙結構,從文字和數字的角度去想象一下宇宙的浩瀚。

起點 地球

地球,是太陽系的一顆行星,也是目前唯一一顆已知孕育了生命的星球,在茫茫宇宙中,目前隻有地球的環境支持生命存在。從宇宙中觀察,地球表面71%的面積被海洋覆蓋,地球還是太陽系中密度最大的天體。總體來看,地球擁有厚厚的大氣層和豐富的液态水,環境十分獨特。

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第一站 太陽系

離開地球,最近的天體是月球,地球和月球共同組成了“地月系統”,月球被地球引力潮汐鎖定,永遠一面朝向地球,一面背對着地球。地球和月球的組合在整個太陽系内也是十分特殊的,科學家認為,月球的存在為地球生命的演化提供了很大的幫助,也在無形之中影響着地球的環境變化。

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太陽系是以太陽為中心的天體系統,被太陽引力約束在内的行星和衛星,以及各種小行星,還有彗星和星際物質都是太陽系内的一部分,所以太陽系要比我們想象的大很多,在我們的傳統認知中,海王星軌道就是太陽系的最外圍了,其實在海王星的軌道之外,存在不少小天體和矮行星,這些天體也受到了太陽引力的影響,也應該被算為太陽引力的一部分。

現在認為,“奧爾特雲”是太陽系的最外圍,這個是一個包裹着整個太陽系的球形雲團,在這裡存在很多活躍的彗星,以及大量的星系物質。

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如果算上奧爾特雲的話,太陽系就是一個半徑在1光年左右的天體結構,太陽系要比我們想象中大很多,以人類現在的科技水平,離開太陽系可能需要幾萬年。

第二站 銀河系

離開太陽系後,下一站就是銀河系,太陽圍繞銀河系旋轉一周大約需要2.5億年,在銀河系内大約存在2000億顆以上的恒星,不過大部分恒星都是紅矮星,我們的太陽系在銀河系算是比較大的恒星了,不過恒星的體積呈現十分嚴重的兩極分化,太陽雖然比大多數恒星要大,但是在宇宙中的大質量恒星面前,太陽的體積也不夠看。

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銀河系的總質量大約是太陽系的1.5萬億倍,科學家認為銀河系在100億年前就誕生了,宇宙的年齡大約在138億年左右,銀河系的内部大部分都是年老的恒星,外圍的恒星比較年輕,在銀河系的中心存在一個直徑約為兩萬光年,厚1萬光年球狀結構,也就是我們常說的“銀心”,這裡是大量的恒星聚集在一起形成的,最内部區域可能存在一個大質量黑洞。

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第三站 本星系群

銀河系周圍幾十萬光年内存在幾十個衛星星系,銀河系會不斷的拉扯周圍的矮星系,吞噬它們之後壯大自己,銀河系和周圍的50個星系一起組成了“本星系群”,本星系群大約覆蓋了直徑1000萬光年的區域。

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本星系群内最大的兩個星系分别是銀河系和仙女座星系,其餘的星系都是矮星系,在未來大約40億年後,銀河系會和仙女座星系發生碰撞,融合成一個全新的星系。總體來看,本星系群是一個典型的疏散星系團,沒有明顯向内部聚集的趨勢。

第四站 本超星系團

本星系群是本超星系團的一部分,這裡大約包含了100個左右和本星系群相似的天體結構,本超星團也被稱為“室女座超星系團”,而在整個宇宙中這樣的超星系團人類可以觀察到數百萬個,我們可以想象一下整個宇宙有多麼浩瀚。

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本超星系團的直徑在1.1億光年左右,本星系群位于超星系團的外圍,同時在不斷原理本超星系團的内部。

第五站 拉尼亞凱亞超星系團

離開超星系團後,是一個更大的超星系團,因為科學家發現室女座超星系團是這個更大超星系團的一部分,這個超星系團就是“拉尼亞凱亞超星系團”,這個超星系團大約包含了10萬個星系,質量是銀河系的十萬倍左右,整體範圍達到了驚人的5.2億光年。

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我的銀河系在這個超星系團中,也隻是一個閃耀的亮點而已,更别提是我們的太陽系和地球了。

第六站 武仙-北冕座長城

從人類的角度去觀察,超星系團已經算是宇宙中的大尺度結構了,因為超星系團的結構十分複雜,人類很難完全描述出超星系團的完整結構。不過,在宇宙中存在更大的宇宙結構:“宇宙長城”。

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宇宙長城是宇宙中大尺度物質結構之間巨大的纖維狀結構,目前人類發現最大的宇宙長城是武仙-北冕座長城,一個由無數星系足夠的巨大宇宙結構,該宇宙長城延展超過100億光年。

前文已經提到了,太陽系的半徑在1光年左右,這個巨大的宇宙結構最寬處足足有100億光年……

最後一站 可觀測宇宙

這次旅行的最後一站就是可觀測宇宙,可觀測宇宙是一個以觀察者為中心的球形空間,這個球形的半徑是460億光年,對于人類來說,可觀測宇宙就是我們能看到的全部宇宙,我們都知道宇宙誕生于138.2億年前,在宇宙誕生後就開始不斷膨脹,當宇宙膨脹速度超過光速後,就導緻了在一個區域觀察到的宇宙區域是有限的。

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半徑460億光年的可觀測宇宙,就是人類可以觀察到的全部,可觀測宇宙之外有什麼?我們不知道,人類觀察到的宇宙隻是整個宇宙的很小一部分。

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