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1 # 火星一號
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2 # 科學探索菌
在1000年的時間裡,我們人類的歷史就會發生翻天覆地的變化,而在談論到宇宙歷史時,我們則要以億年為單位。我們知道光速是宇宙中最快的速度,大約30萬千米每秒,光每秒可繞地球七圈半,而1光年就是光在空間中以直線傳播一年的距離,約94600億千米。在宇觀尺度上我們要用光年為單位。總之宇宙的歷史之長、尺度之大,遠超我們日常生活的想象。
透過最新的宇宙微波背景輻射的觀測發現,我們的宇宙自大爆炸以來已經膨脹了138.2億年,也就是說宇宙年齡已經有至少138億年了。地球誕生距今已經46億年了,地球上曾經的王者恐龍活躍於距今1~2億年之間,並且於6500萬年前滅絕。人類有文字記載的歷史連區區1萬年都不到,人類最長壽命也不過100多年。
如果把138億年壓縮為日曆上的一年,那麼每個月就代表約11.5億年。在宇宙日曆中的每一秒相當於438年,日曆上的一小時相當於158萬年,日曆上的一天相當於3780萬年。在這個宇宙年曆裡,一個人活到80歲,宇宙才過去了0.18秒。
最新的研究認為,可觀測宇宙的直徑約有920億光年,甚至可能更大。如果要寄一封郵件,我們地球在宇宙中的地址應該是這樣的:室女座超星系團>本星系群>銀河系>太陽系>地球。包括銀河系在內約40個星系構成的一個小星系團叫本星系群,直徑約1000萬光年;由本星系群和其附近約50個星系團構成的超星系團叫做本超星系團,也叫做室女座超星系團,直徑約1~2億光年。
銀河系的直徑約10萬光年,據估計大約有1000億到4000億顆恆星,太陽距離銀河系中心約2.6萬光年。而地球距離太陽僅一億五千萬千米,太Sunny到達地球需要大約八分鐘,也就是說日地距離僅七萬分之一光年。距離太陽系最近的恆星是半人馬座阿爾法星,它們之間的距離約4.22光年。以目前地球上最快的人造探測器,也需要幾萬年才能到達比鄰星。
根據普朗克衛星於2003年觀測到的結果,人類所觀察到的宇宙,大約是由5%的普通物質、27%的暗物質和68%的暗能量構成。宇宙中的星系、恆星和行星都是由普通物質構成的,至於暗物質和暗能量,目前基本還屬於未解之謎。
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3 # 星辰大海路上的種花家
宇宙到底有多大?
宇宙的大小是一個動態發展的過程,因為一直到現在它仍然在繼續膨脹!也是一個科學認識的過程,從天圓地方到現在大浩瀚宇宙,隨著我們認識的提升,我們意識到宇宙的大小遠遠超出我們想象,一直到今天,我們認為的宇宙廣袤已經達930億光年,到那時邊緣嗎?
從太陽一直到整個顆觀測宇宙!在我們的傳統認識中,天圓地方的觀念是根深蒂固的,並非對於宇宙的理解,那會只是停留在天和地的層次上,畢竟觀測條件有限,即使日月星辰東昇西落的規律上觀測總結出來的天文曆法,也並沒有使我們的認識擴大多少......
一直到16世紀初伽利略將他製作的望遠鏡指向了木星,從此揭開了宇宙發現的新篇章.....
緊接著開普勒的三大定律的總結更是揭示了天地運動的奧秘!
牛頓對於萬有引力的發現更是在理論上支援了這些觀測的真實性.....
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對於宇宙大小概念的認識上,我們不得不提一下偉大的天文學家哈勃,由於他觀測遙遠天體的紅移上初步總結出來的宇宙膨脹的初步理論.....
最終在1948年伽莫夫根據前人觀測以及他總結的基礎上提出了“宇宙熱爆炸”的概念,從此現代宇宙觀的大致框架已經確認!
到這裡我們不得不提一下牧夫座空洞,也許我們應該值得慶幸,因為我們的銀河系並沒有在其中,否則我們的宇宙認識在到上世紀六十年代為止,應該還沒有發現有其他的星系,這也許將對我們的宇宙觀產生極大的影響.....但是很幸運,我觀測到了牧夫座空洞,我們並不在其內!
從愛因斯坦的狹義相對論到廣義相對論,還有普朗克的量子力學....使得我們對宏觀宇宙與與微觀的世界有了前所未有的認識,還有霍金對於黑洞更進一步的解釋,我們對宇宙的認識越來廣,越來越深入.......
說了一堆有的沒有的,回到最基本的問題上來,宇宙到底有多大....?
我們以現在的觀測技術僅僅只能到達第一代恆星的“第一縷光”為止,再往前的宇宙黑暗時代是很難觀測的,再往前.....宇宙微波背景輻射.....透過輻射呢?
打住.....我們在說宇宙的大小,怎麼說到與走的起源了呢?
根據宇宙暴漲理論,其宇宙最最起源就是位於最最邊緣的......我們的宇宙來自於一個奇點的暴漲,而這個暴漲的不是物質,而是所有的物質、空間與時間....在宇宙的任一點上觀測到都是遠離的天體的,在宇宙的每一處都是膨脹的!
觀測宇宙的起源就是宇宙的大小,但百尺竿頭更進一步有多難.....?
從上圖的望遠鏡尺寸就可見一斑,第一是正在公轉快要退役的哈勃主鏡,第二是詹姆斯韋伯的拼接主鏡,第三...未來更大規模的望遠鏡主鏡!
那麼誰將能觀測到遙遠的宇宙邊緣?
也許並不在光學波段....因為膨脹的宇宙早已在134億光年外即超過光的速度遠離而去......而光速不變但卻被紅移至射電波段用光學望遠鏡是看不到.....
宇宙的邊緣....未來在於射電天文領域!
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4 # 科學船塢
宇宙到底有多大?可以這麼去說,心有多大,宇宙就有多大,你可能會覺得我這麼說有點唯心了,但是,對於宇宙有多大?宇宙之外是什麼?等等之類的問題,只能這麼去說,去回答。
以人類目前的科技手段,只能觀測到半徑為465億光年這樣的觀測範圍,簡單點說,就是以地球為中心,以465億光年為半徑的三維球體觀測範圍,我們只能知道這個範圍內的故事。
可以把這個範圍稱為“光錐”,光錐之內即命運。在距離地球465億光年之外的地方所發出的光線永遠也無法傳到地球上,這是因為宇宙整體在膨脹著,距離地球較遠的星系只會越來越遠。只有465億光年內的事物才會與我們有所聯絡。
所以,930億光年才是我們的可觀測宇宙直徑,注意是可觀測宇宙,至於可觀測宇宙之外是什麼?還是宇宙,可觀測宇宙只是我們所處的大宇宙的一部分,由於宇宙表現出各向同性,所以,即便那裡看不見,也可以知道那裡的物質組成與已知的宇宙是一般無二的。
那對於我們所處的宇宙其真實直徑有多大呢?可以說,肯定其直徑超過了1000億光年,至於到底有多大,我想,隨著人類探測手段的進步,或者向著宇宙邊界進發,這樣,人類就能擴大可觀測宇宙的範圍了,距離摸清真實宇宙有多大,也就更近了一步。
下面這幅圖就是可觀測宇宙,中間的那個紅點就是我們銀河系所在的本超星系團,本超星系團大約含有1000多個星系,直徑大約在1-2億光年!
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5 # 諶人
宇宙據說是無邊無際的,用文字語言不太好具體描述。用數學描述最為簡潔,可稱宇宙的範圍為“∞”(無窮大)。
而且,按宇宙大爆炸理論,宇宙還在持續膨脹中。
人類從地球上能感知的宇宙中最遠天體,距離地球有134億光年。也就是說,以地球為中心,人類能感知的宇宙範圍至少有268光年。
這有觀測依據,美華人用最大努力搗鼓哈雷望遠鏡,從大熊星座(北斗七星)方向望去,發現了迄今為止,距離地球134億光年的星系,天文編號為GN-z11。這是人類迄今觀測到的最遠星系。
按宇宙大爆炸理論,宇宙只有137億年曆史;按光線傳播理論。人類看到的GN-z11影象,是它134億年時發出的。也就是說,若宇宙有137歲,現在看到的GN-z11,是它在宇宙初期3歲時候的模樣。所以,人類又把GN-z11稱為嬰兒星系。
按大爆炸理論,所有星系都在遠離地球膨脹,嬰兒星系3歲時距離地球134億光年,嬰兒星系現在137歲了,它今天與地球的實際距離,應遠遠>134億光年。
人類能感知宇宙的範圍,最終還得由望遠鏡說了算。中國“天眼.”據說能觀測到137億光年的電磁訊號,期待它能發現比嬰兒星系更遠的天體。
據說人類能感知的宇宙邊際有465億光年,也就是說宇宙的範圍至少有900億光年。這是理論物理學家研究的智力成果,它鼓勵人類繼續瞪大眼睛向浩渺的宇宙眺望。
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6 # 張家小智兒
宇宙到底有多大?敢問是從時間尺度來說還是空間尺度來說?目前這兩方面都有一個較為統一的認識,那就是年齡大概138億年,直徑大概930億光年。
當然了這個結論究竟是不是正確我們現在還不得而知,而宇宙的直徑也只是說我們能夠觀測到的宇宙大小,但就目前而言,這兩個數值應該是對這個問題最好的解答了。
宇宙的年齡是怎麼來的,這個比較複雜。在很久以前看過一個國外的紀錄片,說根據現在星系相互遠離的的事實可以得出在遙遠的某一刻,宇宙中所有的物質都曾經是一個點。然後根據星系遠離的速度和星系間的距離得出了一個宇宙年齡的結論。但個人覺得這種方法有一定的侷限性。因為無法保證在宇宙的不同時期星系之間遠離的速度一樣的。況且這種方法只針對大爆炸理論或者暴漲理論有一定的意義,對於大爆炸理論提出之前的宇宙觀來說,這種方法是沒有意義的。不過這樣得出來的結果仍然有一定的參考價值。
除此之外,透過研究宇宙早期放射性物質的衰變、宇宙微波背景輻射、觀察早期恆星的產物--白矮星的冷卻、主序星的演化等也可以算出宇宙的年齡。但需要注意的是,根據這些方法算出來的宇宙年齡是一個下限,也就是說宇宙年齡必定大於這個時間。
天文學家們透過各種方式測得了宇宙的年齡,這些數值都比較接近。天文學家們藉此提出了宇宙的年齡是138億年。
至於宇宙的大小,相比較年齡來說反而簡單了一些。由於我們知道了宇宙的年齡是138億年,因此理論上講我們在地球的各個方向都能觀測到138億光年遠處的天體。但天文學家們在觀測宇宙的過程中發現了一個奇妙的現象,那就是遙遠天體的光與該星體理論上應有的波長不同,距離越遠波長越長,差異越明顯。這種效應被稱作“多普勒紅移”。在哈勃拍攝到的遙遠星系的圖片中甚至用肉眼就可以輕易分辨出這種效果。多普勒紅移現象的出現,說明了空間本身就在膨脹,遙遠的天體在空間膨脹的作用下離我們越來越遠。930億光年的直徑,就是天文學家們在宇宙年齡和多普勒紅移效果的基礎上得出來的。
當然了,這個大小隻是我們可觀測宇宙的範圍。我們認為在這個範圍以外一定還有其他的存在。至於具體是什麼,眾說紛紜。由於那片世界我們無法觀測,因此把宇宙的邊界限制在930億光年也沒什麼不可以的。畢竟那裡無論發生什麼,都不會影響到我們,因為我們和那兒根本就是兩個世界。
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7 # 無憂谷逍遙子
謝謝邀請!目前哈勃太空望遠鏡看到的星際範圍達到930億光年,但這僅僅是人類力所能及的區域,還存在無限的未知星域,因此宇宙多大無法預測!至於現代天體物理研究基於“紅移現象和微波背景輻射”提出的“大爆炸”理論認為宇宙年齡137億年純屬無稽之談,與其他弦理論等都無法揭開宇宙的真實面紗,宇宙對於人類來說是永恆的存在,星際空間跨度幾十億光年的“史隆”長城、宇宙空洞及類星體都暗示宇宙中心的存在,愛因斯坦認為宇宙是有限的但對人類是無限的,我們無法跳出“金魚缸”來觀測星際空間,就算人類能飛出太陽系幾百億光年進行觀測可能看到的與目前的結果沒有區別,人類是“只在此山中,雲深不知處”難以撥雲見日,如果真能跳出宇宙觀察,我們可能會看到一團數萬億光年的彩色祥雲猶如美輪美奐的絢麗煙花!
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8 # 映象科普
古人云:“往來為宇,四方為宙。”古人認為宇宙在時間上無始無終,在空間上無邊無際。而今天的的科學理論將宇宙指向了誕生於一場大爆炸,宇宙有年齡這是公認的,那麼宇宙有沒有邊界呢?
想知道宇宙有沒有邊界,首先了解一些宇宙大爆炸理論。上個世紀一些科學家提出了宇宙誕生於一場大爆炸中的理論,這個理論認為宇宙誕生於137億年前的一場大爆炸,在這場大爆炸之前,宇宙是一個體積無限小,質量和密度無限大的奇點。137億年前的某個時刻,奇點突然發生大爆炸,然後迅速膨脹,隨著奇點的膨脹,宇宙的空間也一點點增大,直到今天,已經膨脹了137億年了,並且還將繼續膨脹下去。
1929年,美國天文學家哈勃在觀察星系的時候發現,那麼離銀河系比較遠的星系,幾乎所有的都在遠離銀河系,進一步觀測發現,哪些離得越遠的離開銀河系的速度就越來越快。直覺敏銳哈勃知道這絕對不是簡單的巧合,在排除了一系列的可能性之後,哈勃做出了一個驚人的論斷:宇宙在膨脹。
就在哈勃就宇宙膨脹一事做了報告之後,偉大的物理學家愛因斯坦才終於意識到原來宇宙並不是他所想的那樣是永恆不變的,為了協調其廣義相對論方程帶來的宇宙是變化的這一其不願意接受的結果,愛因斯坦不惜在其方程中加上一個宇宙常數,後來愛因斯坦晚年的時候承認這是他科學生涯中犯過的最大的錯誤。
那麼既然宇宙是膨脹的,那麼總有那麼一個時刻,宇宙的體積無限小,然後在某一個瞬間突然體積開始膨脹,而且是劇烈膨脹,這也就是大爆炸理論所描述的。在宇宙誕生以前,時間空間都不存在也就都沒有任何意義,宇宙誕生之後,空間急劇膨脹,現代的科學觀測表明,宇宙膨脹的速度在一定的距離之外已經超越了光速,但是這並沒有違背相對論,因為宇宙膨脹不同於一般物質的運動,宇宙膨脹本身沒有攜帶任何的資訊。這也就是說宇宙的邊界永遠不可能被看見,因為那裡的光線還沒有傳播到地球來。
為了知道宇宙的年齡,科學家需要測量一個常數就是哈勃常數,知道了這個數值之後可以求出在距離地球多遠的地方的星系其由宇宙膨脹帶來的離開速度達到光速。粗略的數值是137億光年,誤差肯定是有的,但是差距也不會太大。在地球上,我們能夠用望遠鏡看到的最遠的地方就是位於137億光年外的某個星系。而宇宙的實際大小,一說宇宙的實際直徑已經超過了1000億光年,這個數值是非常龐大的,相當於銀河系直徑的100萬倍。
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只要一談及宇宙,“浩瀚”兩個字總會率先浮現在腦海中。根據現代宇宙學,可觀測宇宙的範圍綿延930億光年。那麼,這樣的範圍究竟是怎樣一個概念呢?我們可以先從熟悉的事物開始。人的身高大都不到2米,地球的直徑大約是人身高的700萬倍。太陽則要比地球大得多,它的直徑是地球的110倍。地球和太陽之間的平均距離大約是太陽直徑的110倍,這個距離是天文學中一個常用的長度單位——天文單位(AU)。例如,旅行者1號於1977年發射升空,現在與太陽相距大約140天文單位。
然而,宇宙不止太陽系這麼大,宇宙中還有很多像太陽一樣的恆星。由於宇宙尺度實在太大了,我們需要更大尺度的長度單位——光年,1光年約為9460萬億千米,或者相當於6.3萬天文單位。在跨度為10萬光年的銀河系中,至少包含著1000億顆恆星。雖然恆星的數量眾多,但恆星之間的平均距離其實很遠,大約為4光年。比鄰星是與太陽相距最近的恆星,大約為4.24光年。如果以旅行者1號的速度(17千米/秒)飛向比鄰星,大約需要多達7.5萬年的時間。如果是飛到2.6萬光年之外的銀河系中心,這個時間需要4.6億年。
而在銀河系之外,還有上萬億個河外星系。與我們相距最近的星系是大犬座矮星系,大約為2.5萬光年。再遠一些是大、小麥哲倫星雲,與我們相距將近20萬光年。銀河系和數十個河外星系透過引力作用束縛在一起,形成了直徑為1000萬光年的本星系群。本星系群又與上百個其他星系群透過引力作用束縛在一起,形成了直徑為1.1億光年的室女座超星系團。而銀河系所在的超星系團又只是可觀測宇宙中1000萬個超星系團的其中一員。在有限的時間之內,宇宙空間還會在暗能量的推動下繼續膨脹,可觀測宇宙的範圍將會變得越來越大。