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宇宙究竟有多大?从地球到宇宙已知最大结构,帮你重新认知宇宙
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2023.04.06 四川

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宇宙究竟有多大?

这是一个很有趣的问题,因为这个问题没有准确答案,不同的宇宙模型对宇宙有不同的解释,同时人类现在的科技有限,无法观察整个宇宙,甚至人类对太阳系的了解和探索都不够全面,这个宇宙对于人类来说隐藏了太多的秘密。

今天这篇文章就从地球开始,一步步带领大家用文字“旅行”到人类已知的最大宇宙结构,从文字和数字的角度去想象一下宇宙的浩瀚。

起点 地球

地球,是太阳系的一颗行星,也是目前唯一一颗已知孕育了生命的星球,在茫茫宇宙中,目前只有地球的环境支持生命存在。从宇宙中观察,地球表面71%的面积被海洋覆盖,地球还是太阳系中密度最大的天体。总体来看,地球拥有厚厚的大气层和丰富的液态水,环境十分独特。

第一站 太阳系

离开地球,最近的天体是月球,地球和月球共同组成了“地月系统”,月球被地球引力潮汐锁定,永远一面朝向地球,一面背对着地球。地球和月球的组合在整个太阳系内也是十分特殊的,科学家认为,月球的存在为地球生命的演化提供了很大的帮助,也在无形之中影响着地球的环境变化。

太阳系是以太阳为中心的天体系统,被太阳引力约束在内的行星和卫星,以及各种小行星,还有彗星和星际物质都是太阳系内的一部分,所以太阳系要比我们想象的大很多,在我们的传统认知中,海王星轨道就是太阳系的最外围了,其实在海王星的轨道之外,存在不少小天体和矮行星,这些天体也受到了太阳引力的影响,也应该被算为太阳引力的一部分。

现在认为,“奥尔特云”是太阳系的最外围,这个是一个包裹着整个太阳系的球形云团,在这里存在很多活跃的彗星,以及大量的星系物质。

如果算上奥尔特云的话,太阳系就是一个半径在1光年左右的天体结构,太阳系要比我们想象中大很多,以人类现在的科技水平,离开太阳系可能需要几万年。

第二站 银河系

离开太阳系后,下一站就是银河系,太阳围绕银河系旋转一周大约需要2.5亿年,在银河系内大约存在2000亿颗以上的恒星,不过大部分恒星都是红矮星,我们的太阳系在银河系算是比较大的恒星了,不过恒星的体积呈现十分严重的两极分化,太阳虽然比大多数恒星要大,但是在宇宙中的大质量恒星面前,太阳的体积也不够看。

银河系的总质量大约是太阳系的1.5万亿倍,科学家认为银河系在100亿年前就诞生了,宇宙的年龄大约在138亿年左右,银河系的内部大部分都是年老的恒星,外围的恒星比较年轻,在银河系的中心存在一个直径约为两万光年,厚1万光年球状结构,也就是我们常说的“银心”,这里是大量的恒星聚集在一起形成的,最内部区域可能存在一个大质量黑洞。

第三站 本星系群

银河系周围几十万光年内存在几十个卫星星系,银河系会不断的拉扯周围的矮星系,吞噬它们之后壮大自己,银河系和周围的50个星系一起组成了“本星系群”,本星系群大约覆盖了直径1000万光年的区域。

本星系群内最大的两个星系分别是银河系和仙女座星系,其余的星系都是矮星系,在未来大约40亿年后,银河系会和仙女座星系发生碰撞,融合成一个全新的星系。总体来看,本星系群是一个典型的疏散星系团,没有明显向内部聚集的趋势。

第四站 本超星系团

本星系群是本超星系团的一部分,这里大约包含了100个左右和本星系群相似的天体结构,本超星团也被称为“室女座超星系团”,而在整个宇宙中这样的超星系团人类可以观察到数百万个,我们可以想象一下整个宇宙有多么浩瀚。

本超星系团的直径在1.1亿光年左右,本星系群位于超星系团的外围,同时在不断原理本超星系团的内部。

第五站 拉尼亚凯亚超星系团

离开超星系团后,是一个更大的超星系团,因为科学家发现室女座超星系团是这个更大超星系团的一部分,这个超星系团就是“拉尼亚凯亚超星系团”,这个超星系团大约包含了10万个星系,质量是银河系的十万倍左右,整体范围达到了惊人的5.2亿光年。

我的银河系在这个超星系团中,也只是一个闪耀的亮点而已,更别提是我们的太阳系和地球了。

第六站 武仙-北冕座长城

从人类的角度去观察,超星系团已经算是宇宙中的大尺度结构了,因为超星系团的结构十分复杂,人类很难完全描述出超星系团的完整结构。不过,在宇宙中存在更大的宇宙结构:“宇宙长城”。

宇宙长城是宇宙中大尺度物质结构之间巨大的纤维状结构,目前人类发现最大的宇宙长城是武仙-北冕座长城,一个由无数星系足够的巨大宇宙结构,该宇宙长城延展超过100亿光年。

前文已经提到了,太阳系的半径在1光年左右,这个巨大的宇宙结构最宽处足足有100亿光年……

最后一站 可观测宇宙

这次旅行的最后一站就是可观测宇宙,可观测宇宙是一个以观察者为中心的球形空间,这个球形的半径是460亿光年,对于人类来说,可观测宇宙就是我们能看到的全部宇宙,我们都知道宇宙诞生于138.2亿年前,在宇宙诞生后就开始不断膨胀,当宇宙膨胀速度超过光速后,就导致了在一个区域观察到的宇宙区域是有限的。

半径460亿光年的可观测宇宙,就是人类可以观察到的全部,可观测宇宙之外有什么?我们不知道,人类观察到的宇宙只是整个宇宙的很小一部分。

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