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 2024-10-03 10:18:19
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现代科学认为,我们的宇宙诞生于138亿年前,在138亿年前有一颗奇点发生了爆炸,奇点是一个质量无限大、能量无限大、热量无限大、密度无限大、体积无限小的点,这个点爆炸以后,我们的宇宙快速的向四周膨胀,经过漫长时间的变化,宇宙才变成我们现在所看到的样子,宇宙中的天体都是在宇宙大爆炸之后诞生的,地球就是宇宙中的一颗行星,不过地球这颗行星和其它行星最大的区别在于,地球诞生了生命,生命的出现给地球增添了很多色彩,尤其是人类出现以后,解开了地球上很多的奥秘,人类文明诞生于几千年前,在人类文明发展的过程中,对世界的认知也是不同的,在中国古代,较早的认知是“天圆地方”,这种观点认为天像一个盖子笼罩着大地,地则是平坦的方形。

这一说法记载于公元前1世纪西汉时期的天文学和数学著作《周髀算经》当中。后来为弥补“天圆”“地方”所造成的天地之间无法合理衔接的理论缺陷,又发展出“天似盖笠,地法覆盘”的观点,试图让天地的模型能更好地契合。在古巴比伦人们把宇宙看作是一个封闭的箱子或小的房间,大地是底板,底板中央耸立着冰雪覆盖的区域,古印度人认为天穹是由四头大象拖起来的,而大象站在一只巨大的乌龟背上,乌龟漂浮在大海中,从公元前8世纪开始,希腊的学者们开始试图通过自然哲学来认识地球,在公元前6世纪末期,毕达哥斯提出了地球是圆形的说法,到了15世纪末,葡萄牙人麦哲伦率领船队从西班牙出发,一直向西航行,经过大西洋、太平洋和印度洋,最后又回到了西班牙,用实际行动证明了地球上圆形,从这之后地圆说被广泛的接受。

之后随着人类科技的进步和发展,人类对世界的认知越来越清晰,现在我们已经知道地球的南北半球是不对称的,南极离地心的距离比北极短40米,地球的形状被科学家进一步的精确描述,而且随着人类科技的发展,人类对地球的内部结构也有了更加深入的了解,知道地球内部是由地核、地幔和地壳组成的,并且通过地震波能够对地球内部的情况进行探索,除此之外,人类已经不再局限于对地球的探索,人类开始走向宇宙,探索更加广阔的宇宙空间,人类第一次进入宇宙是在1961年4月12日。苏联航天员尤里·加加林乘坐“东方1号”宇宙飞船从拜科努尔航天发射场起飞。在远地点为301公里的轨道上绕地球一周,历时1小时48分钟,于上午10时55分安全返回,降落在萨拉托夫州斯梅洛夫卡村地区。

这次飞行的成功,标志着人类正式进入了太空时代。加加林不仅成为了世界上第一个进入太空的人,也是第一个从太空中看到地球全貌的人。后来,每年的4月12日被定为“世界航天日”。当人类看到宇宙之后,人类的好奇心被浩瀚的宇宙所吸引,人类想要知道宇宙到底有多大?在宇宙中是不是还存在外星生命?带着这些疑问,人类走上了探索宇宙的道路,其中月球是人类最早探测且探测最多的天体,美国的阿波罗计划是最著名的月球探测项目,从1969年到1972年,共有12名宇航员登上月球,进行了一系列的科学实验和样本采集,对月球的表面特征、地质结构、月球土壤进行了深入的了解,除了月球之外,火星一直都是人类探测的重点行星,因为它在很多方面和地球相似,被认为可能存在或者曾经诞生过生命。

对于其它行星人类探索的次数较少,对于恒星来说,太阳探索的次数是最多的,太阳是地球生命存在的重要能量来源,对太阳的观察和研究都非常重要,人类通过各种太阳观测卫星、比如美国的太阳动力学观测台、欧洲的太阳轨道器等,对太阳的磁场、太阳黑子、耀斑、日冕物质抛射等现象进行了长期观测和研究,以更好地理解太阳的活动规律以及对地球的影响,而且人类还利用大型望远镜对其他恒星进行观测,研究恒星的形成、演化、结构、温度、亮度等特征,通过科学家的研究和探索发现,宇宙真的是非常浩瀚,而且在宇宙中有数不尽的恒星和行星,我们的太阳系只是银河系中的一小部分,银河系是一个庞大的星系,直径大约是10万光年左右,这是一个非常大的尺度,光以每秒大约30万千米的速度,在银河系中穿越直径都需要花费10万年以上的时间。

银河系的厚度大约是1000到2000光年,中央部分隆起的核球直径大约是1.2万至1.5万光年,银河系中大约包含1000亿到4000亿颗恒星,还有大量的星际气体、尘埃等神秘的暗物质,总的来说,银河系的规模非常宏大,人类目前对它的认识还在不断深化和扩展当中,对于人类来说,银河系的范围非常大, 但是面对浩瀚的宇宙,银河系显得非常渺小,银河系的上级单位是本星系群,本星系群是包括地球所处的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中,室女座超星系团的直径大约是1.1亿光年,里面包含了大约100个星系群和星系团,其中就有我们所在的本星系群。

在这个巨大的结构当中,拥有数以十万计的星系,其中包含了数万亿颗恒星以及大量的星际物质、暗物质等等,和银河系相比,室女座超星系团的尺度要大很多,银河系在其中只是非常微小的组成部分,不过在室女座超星系团的上面,还有更大的宇宙结构拉尼亚凯亚超星系团,它的直径达到了5.2亿光年,里面包含了10万个星系,质量大约是太阳的10^17倍,在如此广阔的范围内,众多的星系通过引力的相互作用,形成了复杂的宇宙大尺度结构,拉尼亚凯亚超星系团中的星系群以丝状和片状结构分布,中间存在着相对空旷的宇宙空间,不过即便如此,在宇宙面前,依然是非常渺小的,毕竟我们现在所能够观测到的宇宙直径 达到了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,既然如此,如果我们把宇宙的基本单位缩小,那么宇宙是不是显得没有这么大了,假如我们将银河系的直径缩小为1米,那么等比缩小的宇宙到底有多大?当银河系的直径缩小为1米之后,我们的太阳系范围只有直径1毫米,而泛星云的直径则是银河系的半径,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,这个数字对于人类来说已经不是很大了,甚至连一个省的面积都没有,不过大家不要高兴的太早,因为这仅仅是可观测宇宙的范围,宇宙整体的范围到底有多大?现在科学家还在积极的研究当中,根据科学家的研究发现,我们的宇宙到现在还在不断的膨胀当中,而且膨胀的速度非常快,甚至超过了光速,这就意味着即使我们将宇宙无限制的缩小,如果宇宙一直膨胀下去,那么宇宙还是无穷大的,想要找到宇宙的边缘几乎是不可能的。

宇宙之所以会不断的膨胀,科学家认为是暗物质在背后操控着,暗物质是一种非常神秘的物质,它不会和其它任何物质都发生化学反应,所以我们看不见也摸不着,不过暗物质能够释放出一种非常强大的能量,这种能量被称为是暗能量,暗能量推动着整个宇宙的膨胀,并且还控制着天体的运行,虽然到现在为止,科学家还没有找到暗物质和暗能量,但是根据科学家的研究发现,暗物质和暗物质一定存在宇宙当中,如果人类的科技足够强大,那么未来或许人类真的能够捕捉到暗物质和暗能量,不过想要测量出宇宙的大小,目前人类的科技还无法做到,有一些科学家认为,整个宇宙可能比可观测宇宙大很多倍,至少有7万亿光年,但是这也仅仅是推测和假设,也有可能认为,我们的宇宙有边无界。

曾经著名的物理学家爱因斯坦认为,我们的宇宙是有边无界的,这个说法认为,宇宙空间可能是弯曲的,就像在地球表面上行走,看似是一个平面,但实际上是一个弯曲的二维球面,如果朝着一个方向一直走下去,最终会回到原点而不会碰到边界。同样地,在三维的宇宙空间中,如果空间是高度弯曲的,一个物体在宇宙中朝着某一方向行进足够长的距离后,可能会由于空间的弯曲而回到出发点,这就体现了宇宙的无界性。宇宙是由时间和空间共同构成的四维时空连续体,我们通常所理解的边界概念往往是基于三维空间的,但是在四维空间中,时间的维度使得宇宙边界变得更加难以捉摸,时间的流逝和空间的变化更加紧密,宇宙的演化过程可能更加复杂,目前四维空间也只是科学家的一种猜测。

宇宙中是不是真的存在四维空间,现在科学家还在积极的研究当中,除了这些猜测之外,还有的科学家认为,我们的宇宙是有边界的,虽然现在宇宙在不断的膨胀和扩大,这是因为宇宙大爆炸所产生的能量还没有完全消耗完,如果说我们的宇宙大爆炸所产生的能量完全消耗完,那么我们的宇宙可能会快速的收缩,最终收缩成大爆炸之前的奇点,当这个奇点受到某种外力的扰动,奇点就是再次发生爆炸,这时候新的宇宙就诞生了,这就证明我们的宇宙也是有轮回的,不过这些都只是科学家的猜测。虽然人类现在已经对宇宙有了一定的认知和了解,但是宇宙的奥秘远比我们想象的更加神秘,宇宙中到底隐藏了多少奥秘,还需要科学家进一步的研究和探索。

小编认为,人类既然能够早短短几千年的时间内站到地球食物链的顶端,这就说明人类科技发展的速度是非常快的,只要人类能够坚持不懈的努力下去,未来随着人类科技的发展,人类一定能够解开宇宙中更多的奥秘,到时候我们也能够知道宇宙到底有多大?小编希望人类能够早日实现自己的梦想,对此,大家有什么想说的吗?

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简介:本人爱好天文,擅长写科学领域的文章