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宇宙究竟有多大?已飞238亿公里的飞船,拍摄的一张照片让人敬畏

宇宙究竟有多大?人类究竟有多渺小?

其实用一张照片就足以证明,这张照片来自旅行者一号,它现在距离地球238亿公里,于1977年9月5日发射升空,主要任务是探测木星和土星,在完成主要任务后,它按照预定计划往银河系中心飞行,也就是说,它正在远离太阳系。它在距离地球64亿公里时,在地球指挥中心的指令要求下,朝着太阳系内侧的行星进行拍照,得到了一组太阳系全家福。

其中,有一个蓝点,仅有0.12个像素点那么大,它正是地球,我们的家园。

那么问题来了,为何这张照片可以证明人类的渺小呢?

1609年秋天,伽利略打听到荷兰眼镜商汉斯·利伯发明了望远镜。于是,他也研制了一个放大倍数为32倍的望远镜,并用它来看天。这一看不知道,一看直接捅破了天。他发现了木星的卫星的,而在此之前,西欧人一直认为:

所有的天体都绕着地球转,这是地心说的基石。

宇宙的大小就是恒星所在的最外层天球的大小。这个最外层天球就在木星和土星之外。伽利略的发现,让人类明白,并不是所有的天体都绕着地球转,彻底击碎了地心说的基础。同样的,宇宙的大小也就不应该是最外层天球的大小。

1994年2月14日,也就是旅行者一号在太空飞行17年后,距离地球64亿公里,此时已经远远超出土星与地球之间的距离。

虽然已经非常遥远了,但相对于宇宙尺度而言,这个距离其实完全可以忽略不计。旅行者一号不仅还没有飞离太阳系,甚至飞行的距离在太阳系内都几乎可以忽略不计。

旅行者一号后来又继续飞行,到现在已经238亿公里了,飞了46亿年。可是它要完全飞离太阳系,据估算,至少还需要3万年。

也就是说,旅行者一号在远远没有要飞离太阳系的位置上,却已经很难观察到地球的存在了。这意味着在太阳系中,地球其实也是几乎可以忽略不计的存在。这个情况从数据上也能有所反映,从质量上看,太阳占太阳系总质量的99.86%,而地球仅占太阳系总质量的0.0002997%;从体积上看,太阳的体积是地球的130万倍;而宇宙又是极为空旷的,天体的直径相对于天体之间的距离,几乎是可以忽略不计的存在。2017年,OSIRIS-Rex探测器在距离地球500万公里的位置,给地球、月球拍摄了一张照片。这张照片就可以很直观地体现出天体直径与天体之间距离的特点。

所以,其实“太阳的大”已经是超越了一般人的想象力。可是太阳系相对于宇宙而言,又是渺小的。

在银河系中,恒星的数量甚至达到了1500亿-4000亿颗,而太阳仅仅是普普通通的一员罢了。虽然绝大多数的恒星系都是以双星或者三星为主,但这也意味着银河系的恒星系数量至少达到了百亿个,而太阳系仅仅是普普通通的一个而已。因此,从这个角度,太阳系在银河系中也几乎是可以忽略不计的存在。

那么银河系就足够大了吗?显然你肯定也猜到了答案,银河系也不算足够大的。比星系更大的宇宙结构是星系团或者星系群,其实它们就是一群星系的集合。我们所在的星系群叫做:本星系群,它的直径达到了1000万光年,而我们要知道的是,太阳系直径撑死也就是2光年,银河系的直径也就是10-20万光年。

在本星系群中,有几十个星系,银河系是第二大的,而最大的仙女座星系。

比星系团或者星系群更高一级的宇宙结构是:超星系群或者超星系团。我们所在的超星系团叫做:室女座超星系团,直径达到了1.1亿光年,其中有100个星系团,4.7万个星系。

如果继续往上数,还有许多大尺度的宇宙结构。而对于人类来说,按照现有的物理学定律来看,人类能观察到的最大范围是一个直径为930亿光年的球状空间,这也被叫做:可观测宇宙

在可观测宇宙中,大约含有2.2万亿个星系。这意味着无论是银河系,还是本星系群,甚至是室女座超星系团,在可观测宇宙中,都几乎是忽略不计的存在。之所以人类观测有个理论上限,是因为无论是光,还是引力波,它们都是有速度上限的,这就是真空中的光。而按照现有的理论,宇宙诞生于138亿年前的大爆炸,随后宇宙空间随着时间的流逝剧烈膨胀。

把膨胀效应算上,宇宙从诞生之初到现在,引力波和光速走过的极限距离也就是465亿光年。在这个范围之外的,由于光和引力波还没抵达地球,所以我们观测不到。

估计你也发现了,可观测宇宙其实并不是全宇宙,它仅仅是宇宙的小部分。

而全宇宙到底有多大呢?

答案是我们也并不清楚,甚至它可能是无限大的,同时还继续随着时间的流逝在加速膨胀。从这个角度来看,我们刚才提到的各种宇宙结构相对于整个宇宙来说,也应该是忽略不计的存在。而宇宙真正的大小,其实已经远远超过了人类能够想象的程度。

然而事情还远没有那么简单,这是因为我们以上说的,仅仅是从空间维度上来看。如果我们再从时间和物质的维度来看,宇宙的大和人类的渺小还会成指数变化。首先,宇宙的历史有138亿年,而人类呢?

第一个人属物种被命名为:能人,他出现在距离200万年前,我们现代人其实属于智人,出现在距离20万年前后的非洲,人类第一个文明诞生在公元前3500年。那这些相对于宇宙历史是个什么程度呢?

如果我们把宇宙的138亿年浓缩成一年,那么在这一年的最后一天的最后一小时的最后八分钟,现代人类的祖先智人才出现;

最后一天晚上23:59:52,人类的第一个文明苏美尔文明才诞生;

而在这一年的最后一秒,现代科学才诞生,几次工业革命,人类才进入到现代文明。

所以,从时间的角度来看,人类的历史也几乎是转瞬即逝。

最后,我们再从物质层面来看,在宇宙当中有许多物质、能量。而即便人类可以观测全宇宙,按照现在人类的技术水平,人类也就只能观测到物质最多只占全宇宙总物质不到5%的水平。那这究竟是咋回事呢?

这是因为宇宙中存在着四种基本作用,分别是强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用、引力相互作用。

而强相互作用和弱相互作用主要是作用在原子内部层面的,在日常生活中,除了引力相互作用之外,剩余的作用力本质上都是电磁相互作用。人类在观测宇宙时,依靠的也是电磁相互作用,而宇宙当中存在着两者东西,一个叫做暗能量,一个叫做暗物质,它们是不参与到电磁相互作用当中的。这意味着人类是无法直接观测到它们的存在的。

后来,科学家通过研究发现,无论是暗物质,还是暗能量,它们都远远比我们已知的物质多得多。已知物质仅仅占宇宙物质总量不到5%。

所以,我们才说,从物质层面来看,人类也是渺小的存在。#头条家时光##宇宙#

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