宇宙有多大?
光年是长度单位,用于衡量天体之间的距离。字面意思指:光在宇宙真空中沿直线经过一年时间的距离称为一个光年。光速在真空中约为30万千米每秒,也就是3×108米每秒,所以一光年就是9.4607×1015米。
因为宇宙中天体之间的距离很大,需要更大的单位进行描述。
艺术家对可观测宇宙的对数尺度构想,以太阳为中心,朝外是太阳系内行星和外行星、柯伊伯带、奥尔特云、南门二、猎户臂、银河系、仙女座星系、邻近星系、宇宙纤维状结构、宇宙微波辐射以及处在边缘的不可见的大爆炸等离子体。
宇宙有多大?如果把宇宙比喻成一片沙漠,地球只是一粒沙子
月球
让我们从我们的邻居——月球开始,它没有天空,没有海洋,没有生命,只有天体碰撞留下的伤痕。我们可以在夜空中经常看到月球,你可能认为月球肯定十分靠近地球。但实际上,月球离地球有384400公里的距离,这段距离可以装得下30个地球,尽管距离遥远,但月球上已经有12个人类留下了他们的足迹。如果用光速传播的话,我们只需要2.5秒就可以达到月球。
月球
火星
接着是火星,火星距离地球的平均距离是225,000,000公里,这意味着如果有人想要登录火星,所要航行的距离是抵达月球的986倍,如果用光速传播,则需要花上20分钟。
火星
将距离拉远点,我们就会发现旅行者1号,在所有飞行器中,目前飞得最远的就是旅行者1号,它带着发给系外生命的信息,在太阳系内流浪,在漫长的旅程中,它将镜头转向地球并拍了一张照片,照片里,地球只是一个微不足道的、淡蓝色的小点,但这张照片说是有史以来最伟大的照片了。
旅行者1号拍到的地球
太阳系
现在旅行者1号位于离地球138个天文单位的地方,一个天文单位就是指地球与太阳的距离,它正在以每秒17公里的速度靠近太阳系的最外围——奥尔特云,但这个过程至少要花上3万年。在太阳系的最外层,仍有受太阳引力影响的上万亿颗冰冻的彗星,它们组成了奥尔特云。这个巨大的彗星云把整个太阳系包裹在内。
太阳系最外层奥尔特云
比邻星
现在,我们把距离单位切换到光年,一光年大约是9.61万亿公里。比邻星是除太阳外,最接近地球的一颗恒星,可它仍距离我们4.24光年,如果我们将旅行者1号对准比邻星飞行的话,旅行者1号还需要花上70000年的时间才能到达那里。
比邻星
银河系
当我们把镜头再拉到更远处,这是银河系,每一个小点,不单单是最亮的那一些,都是一颗恒星,而我们地球,就在银河系的一条旋臂上,距离中心有三万光年远。
银河系太阳系所在位置
而整个银河系的直径约为10万光年,银河系里有超过1000亿颗星体。
仙女座星系
仙女座星系
在银河系之外,我们能看到银河系的邻居——仙女座星系,紧邻银河系的另一个星系,我们把这两个巨型星系和其他一些小型星系,一共54个不同星系一起称为本星系群,站在本星系群外,我们根本看不到银河系。本星系群的直径差不多是一千万光年。
本星系群
本星系群
然而,本星系群只是室女座超星系团里的几百个星系群中的一个,从室女座超星系团的维度来看,哪怕是一个极微小的点,都是一个星系,而每个星系里都有数以亿计的恒星。整个室女座超星系团的直径差不多是1亿1千万光年。
室女座超星系团
拉尼亚凯亚超星系团
但这也不过是宇宙的一小部分,室女座超星系团位于拉尼亚凯亚超星系团内,这是一张无比巨大的结构网,同时也是另外10万个星系的家,拉尼亚凯亚超星系团的直径是5亿2千万光年。
拉尼亚凯亚超星系团
我们还可以继续拉远,接着是我们的可观测宇宙。
可观测宇宙
可观测宇宙
这就是我们现在所能见到的时空,也是是我们的宇宙视界,像拉尼亚凯亚超星系团这样的,只是可观测宇宙中微小的、无关紧要的一部分,这就是我们所能了解到的宇宙,它包含着我们知道的一切东西。
整个可观测宇宙至少包含了2万亿个不同的星系,星系多到什么程度呢,相当于地球上所有沙子的数量!我们地球与可观测宇宙任意边缘的距离是465亿光年,也就是说可观测宇宙的直径差不多是930亿光年。
宇宙之外是什么?
然而,这一切还没完,宇宙之外又是什么呢?要知道,可观测宇宙只是目前为止我们能看到的所有东西,所以宇宙之外,可能比我们能想象到的更广阔,更精彩奇妙。也更加的神秘
我们不知道外面的世界,原因很简单,那些从遥远地方发出的光线没有足够的时间在宇宙的寿命之内到达地球。甚至有些地方的光线可能永远也到达不了。
这也意味着,即使人类可以永远存在于世界上,仍有一大片未知世界是我们永远无法看到的。
许多人猜想,所有的世界,恒星,星系和星团,可观测宇宙中的一切,可能只不过是无限宇宙海洋里的一个小泡沫。多重宇宙,宇宙叠加着宇宙,没有尽头的世界。
你是否感觉到了人类的渺小呢?写到这里,我想起了电影《卫斯理传奇》结尾时的一句话: 以我们人类有限的智慧,去探讨无穷无尽的宇宙,是不是真的可以追寻到答案呢?
与宇宙相比,我们确实渺小,我们可能只是居住在地球这粒尘埃上的小矮人,在无限的浩瀚中漂浮。但我们的思想并不狭隘,我们可以继续求知,继续 探索 ,继续活在当下。
我们经常谈论宇宙的规模,而且我们也深知宇宙的浩瀚,并且我们知道人类目前所看到宇宙的大小直径为920亿光年,我们也知道宇宙正在膨胀。
空间的膨胀速度是没有上限的,这说明离我们很远的空间正在以超光速远离我们。但我们目前还是对宇宙的大小有一个最低下限的估计值!(后面会说到)
宇宙中充满了数千亿个银河系大小的巨型星系,每个星系都至少包含近一万亿颗恒星,
整个宇宙规模非常非常大。而且,经过大爆炸以来近138亿年的膨胀,我们能看到的宇宙部分(可观测的宇宙)直径为920亿光年!而且在未来我们不会比现在看的更远。
但在我们所能看到的宇宙之外还有更多的空间。
根据我们关于宇宙如何形成的最好理论——暴胀理论,我们会问:整个宇宙到底有多大!
暴胀掌控了宇宙的初始阶段,不管当时宇宙的初始形状、大小或条件如何,暴胀导致宇宙空间以指数增长的速度在膨胀!
在暴胀的作用下,宇宙不仅比最初的状态扩大了数十亿倍,甚至是整个最初状态的古戈尔倍(一个古戈尔为1后面100个0),由于暴胀的发生宇宙空间变的平坦,宇宙物质分布变的均匀,这就是为什么我们在地球上看宇宙,每个方向的观察结果都是一致的,犹如我们是宇宙的中心!
这就是宇宙暴胀。但是暴胀是如何发生的呢?就我们目前所知,当宇宙在大爆炸前充满所谓的真空能量时,这时的宇宙由真空能量主导。
充满真空能量的宇宙非常不稳定,当宇宙开始转入更稳定的状态时(就像上图中红色小球从高处滑下来一样),就发生了所谓的大爆炸,能量开始转化成物质,反物质和辐射,直到变成我们现在所看到的宇宙。(这里需要注意的是:真空能量导致的暴胀是大爆炸的开始,你也可以认为真空能量启动了宇宙大爆炸,宇宙没有所谓的奇点,一开始就是一团不稳定的真空能量)
那么宇宙的膨胀为什么没有结束呢?也就说宇宙为何一直在膨胀?
在宇宙的基本层面上由量子力学掌控。量子力学中最奇怪的事情之一是,如果你拿一个电子,把它放在某个地方(比如上图的轨道上),当你稍后再看的时候,它不会在同一个地方!而真空能量的本质就是量子场或量子涨落。
在量子力学的语言中,我们说量子态是随时间扩散的!现在我们把下面这三样东西都放在一起。
最后直到真空能量达到目前的水平,也就是空间固有的能量!这种能量是什么?就是我们常说的暗能量!
宇宙大小的最低值
当我们把真空能量、暴胀和量子态的随机扩散放在一起时,我们就得到了一个永恒膨胀的概念。
根据我们目前对膨胀的看法,这意味着宇宙至少是我们可观测宇宙大小的10^(10^30)倍!在我们的有生之年都无法把这个数字完全写出来。
大千世界
宇宙有多大?宇宙的大小目前估计是930亿光年以上,这是科学家计算的,但实际上宇宙还在不停的膨胀,而且膨胀的速度比光速还快,人类一辈子都到不了宇宙边缘。
其实没有准确数字,宇宙的大小目前估计是930亿光年以上,宇宙太大了,但实际上宇宙还在不停的膨胀,而且膨胀的速度比光速还快,地球在宇宙中就是一颗尘埃。
你知道宇宙有多大吗?
“宇”指空间,“宙”指时间,“宇宙”就是时间和空间的统一。后来“宇宙”一词便被用来指整个客观实在世界。与宇宙相当的概念有“天地”、“乾坤”、“六合”等,但这些概念仅指宇宙的空间方面。《管子》的“宙合”一词,“宙”指时间,“合”(即“六合”)指空间 ,与“宇宙”概念最接近。 在西方 ,宇宙这...
宇宙到底是有多大?
目前宇宙的半径大概是465亿光年,直径930亿光年。但930亿光年仅仅是我们能观测到的宇宙直径,由于宇宙的膨胀速度已经超过了光速,所以我们只在地球上观测宇宙的话无法得知宇宙到底有多大,这还是一个未解之谜。
宇宙到底有多大?
天文学家在研究一些宇宙学的问题时,通常使用的是理论+观测=模型的思考框架。而对于宇宙有多大这样的问题,在爱因斯坦的广义相对论出现之前,大多都只是在哲学思辨上进行探讨。当然,也有为数不多的从数理逻辑上进行讨论的。比较有名的就是奥伯斯佯谬。这是在1823年,德国的天文学家奥博斯提出来的,他认...
宇宙有多大……!太空
目前宇宙的半径大概是465亿光年,直径930亿光年。但930亿光年仅仅是我们能观测到的宇宙直径,由于宇宙的膨胀速度已经超过了光速,所以我们只在地球上观测宇宙的话无法得知宇宙到底有多大,这还是一个未解之谜。
世界上最大的宇宙有多大
920亿光年。广义的宇宙定义是万物的总称,是时间和空间的统一。狭义的宇宙定义是地球大气层以外的空间和物质。“宇宙航行”的“宇宙”定义就是狭义的“宇宙”定义,宇宙航行意思就是在大气层以外的空间航行。古代对宇宙的定义,有西汉的《淮南子》:“往古来今谓之宙,四方上下谓之宇”。通过宇宙...
宇宙真实年龄多大?到底是125亿岁?还是138亿岁?
宇宙的真实年龄究竟有多大?这个问题已经困扰了天文学家数百年的时间。目前比较公认的一种说法,就是宇宙的年龄是138亿岁。最初的时候,天文学家们推测宇宙的年龄应该在100亿年左右。后来由法国、德国、荷兰组成的天文研究小组发现,远在135亿光年外的地方有一个星系团。这个星系团是宇宙诞生...
宇宙有多大
宇宙还包括影响物质和能量的物理定律,如守恒定律、经典力学、相对论等。从历史上看,对宇宙及其起源有许多想法。古希腊人和古印度人首先提出了由物理定律主导而非个人观点的宇宙理论。中国古代哲学中包含宇宙的概念,宇为所有的空间,宙为所有的时间。以上内容参考自百度百科-宇宙 ...
宇宙有多长
1.宇宙有多大? 美国学者认为直径至少780亿光年 宇宙大爆炸之后残留的背景微波辐射中的波纹揭示了宇宙的大小这一令无数人关心的问题:宇宙两头相距至少780亿光年。美国蒙大拿州立大学物理学家Neil Cornish领导的研究小组认为,他们的研究至少部分的回答了宇宙学一个最基本的问题:宇宙有多大?直到现在,...
宇宙有多大
“宇”指空间,“宙”指时间,“宇宙”就是时间和空间的统一。后来“宇宙”一词便被用来指整个客观实在世界。与宇宙相当的概念有“天地”、“乾坤”、“六合”等,但这些概念仅指宇宙的空间方面。《管子》的“宙合”一词,“宙”指时间,“合”(即“六合”)指空间,与“宇宙”概念最接近。 在西方,宇宙这个...
宇宙有多大!!!人类有多渺小?
他说,光还没有穿行那么远,“但是穿行137亿年到达我们地球的光子的起点到现在是780亿光年远。这是宇宙的半径,那么直径是1560亿光年。这只是基于光线返回时所用时间的95%,因此宇宙实际的长度可能会更长一些。人类其实不渺小,每个人都是佛,只要觉悟了,获得了大智慧,就成佛啦。据说佛看宇宙就像...
宥狡芦芛: 目前宇宙的半径大概是465亿光年,直径930亿光年.但930亿光年仅仅是我们能观测到的宇宙直径,由于宇宙的膨胀速度已经超过了光速,所以我们只在地球上观测宇宙的话无法得知宇宙到底有多大,这还是一个未解之谜.
八宿县17098615352: 宇宙有多大,请用精确数字来回答. - ?
宥狡芦芛:[答案] 宇宙到底有多大,地球人谁都不知道(因为宇宙一直在变大),只能说我们目前观测到的宇宙有多大 我们目前所观测到的宇宙约500亿光年 说明:光年是一种距离单位,它是指按光速走一年的距离,光速是30万公里每秒,那么光走一年的距离是365...
八宿县17098615352: 宇宙有多大??
宥狡芦芛: 总结,人们不知道宇宙有多大 1.宇宙有多大? 美国学者认为直径至少780亿光年 宇宙大爆炸之后残留的背景微波辐射中的波纹揭示了宇宙的大小这一令无数人关心的问题:宇宙两头相距至少780亿光年. 美国蒙大拿州立大学物理学家Neil ...
八宿县17098615352: 宇宙到底有多大 - ?
宥狡芦芛: 从最新的观测资料看,人们已观测到的离我们最远的星系是137亿光年.也就是说,如果有一束光...
八宿县17098615352: 宇宙有多大?美国学者认为直径至少780亿光年 - ?
宥狡芦芛:[答案] 美国蒙大拿州立大学物理学家Neil Cornish领导的研究小组认为,他们的研究至少部分的回答了宇宙学一个最基本的问题:宇宙有多大?直到现在,对宇宙尺寸的估算在“你看到有多大就是多大”到“无限”之间,总而言之没有一个多数人认可的答...
八宿县17098615352: 宇宙有多大,具体数字? - ?
宥狡芦芛:[答案] 从最新的观测资料看,人们已观测到的离我们最远的星系是137亿光年.也就是说,如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出,那么要经过137亿年才能到达地球.这137亿光年的距离便是我们今天所知道的宇宙的范围.再说得...
八宿县17098615352: 宇宙有多大啊 ??
宥狡芦芛: 宇宙就象人心那样大.对于心胸宽广的人来说,真是天地广阔、无边无际.而对于心胸狭隘的人来说,则是针尖买芒难以立足.
八宿县17098615352: 宇宙有多大? - ?
宥狡芦芛: 1.宇宙有多大? 美国学者认为直径至少780亿光年 宇宙大爆炸之后残留的背景微波辐射中的波纹揭示了宇宙的大小这一令无数人关心的问题:宇宙两头相距至少780亿光年. 美国蒙大拿州立大学物理学家Neil Cornish领导的研究小组认为,他们...
八宿县17098615352: 宇宙到底有多大? - ?
宥狡芦芛: 宇宙有多大? 美国学者认为直径至少780亿光年 宇宙大爆炸之后残留的背景微波辐射中的波纹揭示了宇宙的大小这一令无数人关心的问题:宇宙两头相距至少780亿光年. 美国蒙大拿州立大学物理学家Neil Cornish领导的研究小组认为,他们的...