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  • 1 # 星弦科學

    人類已知宇宙叫哈勃體積(Hubble Volume),也叫可觀測宇宙,是一個以觀測者作為中心的球體空間,小得足以讓觀測者觀測到該範圍內的物體,也就是說物體發出的光有足夠時間到達觀測者。現在哈勃體積半徑約為460億光年。或者簡單地說,宇宙的大小,又叫做哈勃體積,理論上說,既然宇宙是在100-200億年前的大爆炸中誕生的,空間從“宇宙原點”以光速擴充套件開來,其光輻射是以一個球體形式傳播的,那麼,現在宇宙的半徑尺度應是100-200億光年。你可以觀測到的最遠距離也就是自大爆炸以來光輻射所行進到的最遠距離大約是120~150億光年,即10的26~27 次方米,(注意:這是個動態的概念,其每一秒都在不斷拓展中) 以該距離為半徑(即:哈勃半徑,注意不是哈勃望遠鏡的觀測半徑。)的球體正好定義了我們可觀測‘視界’的大小,或者簡單地說,我們這片宇宙的大小,知道半徑當然可以算出體積,所以其體積又叫做哈勃體積或稱為哈勃空間。 請注意一點:只要受光速的制約(紅移的加速率),我們的“觀察球”(已觀測到的宇宙範圍)永遠小於“視界”(可觀測到的宇宙範圍,即:哈勃空間。)

  • 2 # 百科暘

    1宇宙的尺度

      這個星球上沒有人知道宇宙究竟有多大。它或許是無限的,也或許它確實擁有某種邊界,也就是說如果你旅行的時間足夠長,你最終將回到你出發的地方,就像在地球上那樣,類似在一個球體的表面旅行。科學家們對於宇宙具體的形狀和大小資料存在分歧,但是至少對於一點他們可以進行非常精確的計算,那就是我們可以看得多遠。真空中的光速是一個定值,那麼由於宇宙自誕生以來大約為137億年,這是否就意味著我們最遠只能看到137億光年遠的地方呢?答案是錯誤的。有關這個宇宙的最奇特性質之一便是:它是不斷膨脹的。

      並且這種膨脹幾乎可以以任何速度進行——甚至超過光速。這就意味著我們所能觀測到的最遠的天體事實上遠比它們實際來的近。隨著時間流逝,由於宇宙的整體膨脹,所有的星系將離我們越來越遠,直到最終留給我們一個一片空寂的空間。奇異的是,這樣的結果是我們的觀測能力事實上被“強化”了,事實上我們所能觀察到最遙遠的星系距離我們的距離達到了460億光年。我們並非居於宇宙的中心,但是我們確實居於可觀測宇宙的中心,這是一個直徑約為930億光年的球體。

      2充斥著星系

      這張照片是美國宇航局哈勃空間望遠鏡獲得的最深邃的影像之一。科學家們讓哈勃望遠鏡對準天空中的一小塊區域進行長時間的曝光——長達數月,儘可能地捕獲每一個闇弱的光點。文中上圖是區域性的放大,完整的影象是下面這幅圖,其中包含有1萬個星系,從區域性放大圖中,你可以看到一些星系的細節。當你看著這些遙遠的星系,你可能沒有意識到自己正在遙望遙遠的過去,你所看到的這些星系都是它們在130億年前的樣子,那幾乎是時間的盡頭。

      

      如果你更喜歡空間的描述,那麼這些星系離開我們的距離是300億光年。宇宙處於不斷的膨脹之中,但與此同時科學家們對於宇宙尺度的測量精度也在不斷提高。他們很快找到了一種絕佳的描述宇宙中遙遠天體距離的方法。由於宇宙在膨脹,在宇宙中傳播的光線的波長將被拉伸,就像橡皮筋被拉長一樣。

      光是一種電磁波,對於它而言,波長變長意味著向波譜中的紅光波段靠近。於是天文學家們使用“紅移”一詞來描述天體的距離,簡單的說,就是描述光束從天體發出之後在空間中經歷了多大程度的膨脹拉伸。一個天體的距離越遠,當然它在傳播的過程中光波 波長被拉伸的幅度越大,光線也就越紅。如果使用這種描述方法,那麼你可以說這些遙遠的星系的距離大約是紅移值Z=7.9,天文學家們立刻就會明白你所說的距離尺度。

      3最遙

    遠的天體

      這張影象中間部位那個不太顯眼的紅色模糊光點事實上是一個星系,這是人類迄今所觀測到的最遙遠天體。美國宇航局哈勃空間望遠鏡拍攝了這張照片,這一星系存在的時期距離宇宙大爆炸僅有4.8億年。這一星系的紅移值約為10,這相當於距離地球315億光年。看起來這一星系似乎非常孤單,在它的周圍沒有發現與它同時期的星系存在。

      這和大爆炸之後大約6.5億年時的情景形成鮮明對比,在那一時期,天文學家們已經找到大約60個星系。這說明儘管這短短2億年對於宇宙而言僅僅是一眨眼的功夫,但是正是在這一短暫的時期內,小型星系大量聚合形成了大型的星系。但是這裡需要指出的是,天文學家們目前尚未能完全確認這一天體的距離數值,這也就意味著其實際距離可能要比現在所認為的更近。在美國宇航局的下一代詹姆斯·韋伯空間望遠鏡發射升空以替代哈勃望遠鏡之前,科學家們都將不得不在資料不足的情況下進行估算。

      

      4最遙遠的距離

      天文學家能夠觀測到的最遙遠的光線名為“宇宙微波背景輻射”(CMB)。這是抵達地球的最古老的光子,它們幾乎誕生於宇宙大爆炸發生的時刻。在大爆炸發生後的短時間內,宇宙非常小,因此相當擁擠,物質太過稠密,以至於光線無法長距離傳播。

      但在宇宙誕生之後大約38萬年之後,宇宙已經變得足夠大,光線第一次可以自由地傳播。這時發出的光是我們今天所能觀測到的最古老的光線,是宇宙的第一縷曙光;它存在於宇宙的每一個方向,無論你把望遠鏡指向哪個方向,都可以觀測到它的存在。宇宙微波背景輻射就像一堵牆,我們最遠也只能看到牆這一側的風景,但是卻絕無辦法穿牆而過。

      那麼這些最初的宇宙之光怎麼變成微波了呢?這還是因為宇宙的膨脹。隨著宇宙的膨脹,當時發出的光波 波長被逐漸拉長,經歷如此久遠的時間(137億年),它們的波長已經被拉伸到了不可思議的程度。隨著宇宙膨脹冷卻,現在這一輻射的剩餘溫度大約僅有-270攝氏度,也就是著名的3K背景輻射。這種輻射的分佈顯示出驚人地各向同性,各處的差異小於10萬分之一。

      而如果有朝一日人類終於能夠製造出高靈敏度的中微子探測器,那麼我們將終於可以突破宇宙微波背景輻射設定的那堵牆,而看到其背後中微子出現時的情景,即所謂的“宇宙中微子背景”。和光子不同,對中微子而言,一般意義上的物質幾乎是透明的,它們可以輕而易舉地穿過地球,穿過太陽,甚至穿過整個宇宙。正是因為這一特徵,一旦我們能夠解碼中微子中攜帶的資訊,我們將能回溯到宇宙大爆炸之後僅數秒時的情景。

      

      5星系蝴蝶圖

      天文學家們向宇宙張望,他們注意到宇宙中的星系分佈並非呈現隨機狀態,由於引力的作用,星系傾向於相互接近,從而形成規模巨大的聚合體,如星系團,超星系團,大尺度片狀結構乃至所謂的巨壁。天文學家們開始著手紀錄這些星系在三維空間中的位置,他們很快成功地製作出較近距離範圍內星系的三維分佈圖,這是一項令人驚歎的成就。

      大部分此類巡天觀察都將注意力集中在距離地球70億光年之內的範圍,但他們在此過程中也發現了許多類星體,這是宇宙中亮度驚人的奇特天體,來自早期宇宙,其距離可能是70億光年範圍的4倍以上。在全部這些努力中,斯隆數字巡天(SDSS)可能算是規模最大的一個。參與這一專案的天文學家們目前已經基本完成對1/3天空的巡天觀察,並在此過程中記錄下超過5億個天體的精確位置資訊。而本文此處的配圖則來自另一項巡天計劃:6dF星系巡天,這是目前規模位居第三的巡天專案。這張影象中之所以會缺失很多地方,是因為銀河系的阻擋,很多天區我們都無法進行觀測。

      

      6鄰近的超星系團

      在距離地球比較近的空間內,天文學家們的瞭解相對而言就會多一些。我們現在知道在距離地球約10億光年的距離記憶體在一個超星系團的海洋。這些是被引力作用聚集在一起的大量成員星系。我們的銀河系本身是室女座超星系團的成員,這個超星系團正位於這張影象中中央位置。在這個巨大的超星系團結構中,我們的銀河系毫無特別之處,它只是位於一隅之地的普通成員星系而已。

      在這一宏偉結構中佔據統治地位的是室女座星系團,這是一個由超過1300個成員星系組成的龐大集團,其直徑超過5400萬光年。另一個超星系團很值得關注,那就是后髮座超星系團,因為它的位置恰好位於北方巨壁(NorthernGreatWall)的中心位置。北方巨壁是一個大到令人難以想象的巨型結構,其直徑約有5億光年,寬度約3億光年。我們星系“附近”最大的超星系團是時鐘座超星系團,其直徑超過5億光年

      雖然我們無法直接測量出宇宙有多大,但是透過宇宙中的星系、星體之間的距離,我們也可以感受宇宙的廣闊空間。欲走究竟有多大誰也說不清楚,只能靠一點點的探索去揭開這個謎團。

  • 3 # 手藝人小吳

    古人認為“天圓”,因此天空是有限的。後來,隨著科學技術的發展,人類才逐漸認識到地球不是正方形,天空不是圓形,並且沒有限制。在這裡我們可以瞭解古代人所說的“天空”就是宇宙。現在看來,宇宙是廣闊的,人類在宇宙中可以檢測到的範圍只有930億光年,更不用說宇宙不斷膨脹了。這些都是我們現階段對宇宙的理解。那麼,人類還不知道宇宙中還有什麼呢?

    宇宙中有太多未解之謎。在當前人類文明的水平上,能夠解決單個難題已經非常好。儘管有一種理論認為宇宙是在大爆炸之後誕生的,但該理論仍未經證實。在上世紀中葉科學家對宇宙進行了大量觀察和計算之後,他們提出了大爆炸的模型。根據理論,宇宙是由奇異爆炸產生的。爆炸之後,物質在比瞬時瞬間短得多的時間內朝不同方向彈射出來,因此宇宙開始膨脹。

    在宇宙膨脹期間,新的塵埃和氣體不斷聚集在一起,然後在重力作用下形成天體。儘管宇宙在迅速膨脹,但天體形成的過程卻非常漫長,通常需要十億多年的時間。經過約138億年的發展,宇宙形成了當今人類所觀察到的情況。天文學家定義了不同的宇宙結構,例如星系團,星系,恆星,行星等。然而,一百多年前,愛因斯坦曾經認為也許人類從來沒有真正瞭解過宇宙。

    許多朋友對此句表示懷疑。愛因斯坦是什麼意思?小編認為他的意思可能是人類生活在這個宇宙中。自然地,不可能看到宇宙的樣子。這與詩歌“我不知道廬山的真面目,而只在這座山上”的原因相同。的確,人類尚未探索宇宙的邊界,這進一步說明,不可能理解整個宇宙的面孔。但是,一些科學家透過計算機模擬了宇宙邊界的存在,並且還模擬了宇宙之外的世界。

    根據科學家建立的模型,宇宙的出現有兩種可能性。首先,宇宙呈現鞍形。我相信許多朋友已經看過馬鞍的樣子。如果宇宙真的是馬鞍形的,那麼它證實了宇宙的空間和時間以前曾被科學家扭曲過,地球可能在這個“馬鞍”上。總而言之,宇宙空間不是平坦的,而是扭曲的。

    儘管第二個檢視和第一個檢視完全相反,但該檢視認為宇宙是無限延伸的平面,並且平面之外沒有任何東西。如果平面的幾何形狀不受限制,則它可以在所有方向上無限擴充套件,類似於宇宙。除了這兩種說法,還有另一種說法是宇宙是無限膨脹的泡沫。

  • 4 # 廢品哥568

    1、宇宙一詞,最早出自《莊子》這本書,“宇”代指的是一切的空間,包括過去,現在等,是無始無終的。

    2、在哥白尼的宇宙影象中,恆星只是位於最外層恆星天上的光點。18世紀上半葉,由於哈雷對恆星自行的發展和布拉德雷對恆星遙遠距離的科學估計,布魯諾得到了越來越多人的贊同。

    3、首先這個200億光年,不清楚題主是從哪裡得知的。就我所知,目前可視宇宙的直徑為920億光年那麼是怎麼得知的呢?上世紀前期,天文學家哈勃發現了遙遠的星系正在加速離我們而去,這一結果是震撼的。也是愛因斯坦懊悔不已的,因為在之前,愛因斯坦發現他的引力場方程得出來的宇宙是呈現膨脹和收縮的狀態,但是他認為宇宙應該是靜態的於是就在方程里加了一個常數,來平衡了宇宙的漲落。

  • 5 # 火星X基地

    人類目前所知道的宇宙極其有限,對於地球上本身的許多問題都還沒有弄清楚,更不用說宇宙了,人類所有的一些定律可能只是在某一段時間內是正確的,比如愛因斯坦的相對論,但是量子力學被發現以後,他的定律就開始被動搖了。人類只是在目前生活中發現了一絲定律,而不會是探索到宇宙的大部分,也許人類只是對於其他外星文明或更高級別的物種來說只是一隻蝗蟲,假設其他星球上的物種比人類大很多,就像人之於蝗蟲,我們也會有飛行器,會飛到別的星球去採集所需物品,就像蝗蟲在非洲掠奪糧食和植被一樣。扯遠了,人類瞭解的只是在自己認知的宇宙,有時候這種認知也會錯的,整個人類只在一個星球生活,而非多星球,更遠地說,而非多宇宙。但是人類一直在尋找一條"出路",這是一個非常好的現象。個人見解,歡迎拍磚

  • 6 # 宇宙大學生

    宇宙只是時間和空間的概括,是所有物質運動關聯的整體,是一切存在現象變化連貫的總和,是一個既有極限又有量度的物質自然世界。

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 如果你是趙敏你願意張無忌做那三件事?反之願意為她做什麼?