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930亿光年的宇宙是什么概念?原来真正的宇宙比这还巨大

930亿光年的宇宙是什么概念?原来真正的宇宙比这还巨大
2021年04月07日 10:51 新浪网 作者 我是姿势分子

  

  早在两千多年前,我国古代先人尸佼就在著作《尸子》中给宇宙下了定义:“四方上下曰宇,往古来今曰宙。”在两千多年后的今天,当科学家们利用望远镜、天体物理学理论和模型的分析进行了大量的研究后,也给出了相同的宇宙定义。

  即便如此,人类认识宇宙之路,还是十分漫长的。

  一开始的时候,人们认为地球就是宇宙的中心,所有的星辰都围绕着地球旋转。有这样的想法并不可笑,毕竟那个时候人类的科学发展还相当有限,只能通过眼睛看到的一切来定义世界,并且把自己放在世界的中心。

  

  到了16世纪,情况变得不一样了,一个伟大的人出现了,那就是波兰天文学家哥白尼。1514年,他正式创作了里程碑式的著作——《天体运行论》,但直到1543年才得以出版。

  

  尽管在这部书中尽力吹捧当时的西方宗教,想和那些教士们套近乎,但哥白尼在这部著作中提出的日心说还是遭到了宗教的抵制和敌意。幸运的是,哥白尼几乎是在著作出版后马上就去世了,没有遭受到迫害,而意大利哲学家布鲁诺就没这么幸运,由于一再宣传日心说,他最终被西方教徒们活活烧死。

  但是,真理永远是真理,是不会屈服于强权的。哥白尼的日心说最终还是得以建立,这也标志着现代天文学正式出现。

  当然,我们也知道,哥白尼的日心说也是有其局限性的,因为太阳并不是宇宙的中心,它只是太阳系的中心。当然,这样的认知也是有一个过程的。在太阳系之后,人们又开始认为银河系是宇宙的全部。

  

  人们对于太阳系的认知,也是随着观测能力的提升而提升的。1781年,英国天文学家威廉·赫歇尔发现了天王星,这是人类历史上首次通过望远镜发现新的行星。从此,人类意识到太阳系的边界不仅仅局限于土星轨道,而是还有更加遥远的天体。

  到了1846年,法国天文学家勒维耶通过计算发现了海王星,再一次扩展了太阳系的范围。1930年,冥王星被美国天文学家汤博观测到,人类认知的太阳系范围再一次得到了扩展。

  如今我们知道,冥王星所在的位置叫做柯伊伯带,是海王星轨道外的一片巨大的小天体聚集区。在柯伊伯带以外,还有一个更加巨大的区域,叫做奥尔特云,它是太阳系长周期彗星的故乡,其最远范围甚至可能在2光年之外。

  

  如此巨大的太阳系,在宇宙中也不过是沧海一粟。

  在银河系中,太阳不过是一颗普通的恒星。尽管太阳的体型也不算小,但比太阳更加巨大的恒星比比皆是。目前已知的最巨大恒星盾牌座 UY,体积甚至是太阳的50亿倍!

  

  而纵观整个银河系,至少有1000亿颗恒星,最多甚至可能有4000亿颗。它们的周围都有可能有行星围绕,而且可能还不止一颗。由此可见,不论是太阳还是地球,在银河系中似乎都没什么特别的,不过是沧海一粟而已。

  银河系的直径大约有10万光年,这意味着即使是宇宙中最快的光速,从一头飞越到另一头也需要至少10万年的时间。而根据目前的研究,银河系的直径不止10万光年,有些科学家的研究成果甚至认为银河系的直径可以达到20万光年。和它相比,太阳系几光年的直径也是微不足道了。

  

  而这个渺小的太阳系,就位于距离银河系中心2.6万光年的位置上,围绕着银河系公转。太阳系绕银河系公转的速度达到了每秒220公里,看起来非常快,但由于距离遥远,太阳的公转周期达到了2.5亿年!考虑到太阳仅有差不多46亿年的寿命,这意味着它形成以来也仅仅完成了不到20次公转。

  到了差不多100年前的时候,美国天文学家哈勃在对宇宙进行观测的时候,首次确定了仙女座大星系是独立于银河系的一个天体,标志着人类正式发现了河外星系,也意识到了银河系绝对代表不了整个宇宙。

  即便如此,在我小时候读天文书籍时,那里面介绍宇宙结构分类时,银河系之上就是宇宙了。而现在,科学家们清楚地意识到银河系和宇宙之间有多么大的差别。

  

  就像恒星会抱团一样,在宇宙中,星系也是抱团的。银河系和仙女座大星系、大小麦哲伦星云等50个星系,共同构成了一个巨大的星系团——本星系团。本星系团是一个直径达到了1000万光年的巨大宇宙结构,总质量超过了太阳的2*10^12倍。

  星系团也不是最大的结构,科学家们的观测表明,星系团之间也会存在着相互影响的引力作用,形成了更加巨大的结构——超星系团。我们的本星系团就位于一个超星系团中,名叫本超星系团,也叫做室女座超星系团。本超星系团直径超过了1.1亿光年,质量是太阳的10^16倍,更加惊人。

  在2014年的时候,科学家们又发现了一个更加巨大的结构,将我们的本超星系团也包含在内,那就是拉尼亚凯亚超星系团。这是一个直径达到了5.2亿光年的巨大结构,包含了10万个星系,其质量可能也达到了银河系的10万倍。

  

  和宇宙相比,拉尼亚凯亚超星系团也只是一粒沙子。根据目前的研究,可观测宇宙的直径达到了930亿光年。和这个尺度相比,不论是太阳系还是银河系,都显得那么渺小,那么不值一提。在这930亿光年的宇宙中,像银河系这样的星系,有20000亿个。

  

  而即使是这个直径,也只是所谓的可观测宇宙。

  我们知道,宇宙是在不断膨胀的,而且距离地球越远的地方,膨胀速度越快。在这930亿光年以外的范围,也就是距离地球465亿光年以外的位置并非是宇宙边界,而是那里的宇宙膨胀速度已经超过了光速,因此那里的光线永远都不可能传播到地球。根据目前的认知,我们永远不可能观测到那里的宇宙。

  

  我们的宇宙到底有多么巨大,这个答案在未来很长一段时间都会是个谜。甚至可能在更加遥远的未来,都将是个谜。除非人类能够实现文明的升级,否则恐怕将始终无法看见那里更加广阔的宇宙。

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