普通人只能藉助身邊的事物分辨大小。比如:
沙子的直徑大約是0.1毫米,
玻璃珠的直徑大約是1釐米,
沙發的高度大約是1米,
足球場兩個球門之間大約是100米,
從鳥巢到天安門直線距離大約是10公里,
北京到濟南的直線距離大約是300公里。
超出這些範圍的數字,無論是過大還是過小,普通人都不好理解。宇宙級別的天文數字,動不動就是億萬光年,普通人對這些數字,根本就沒有概念,更談不上去體會宇宙的浩瀚。
所以說,這個問題提的就非常好:為了幫助人們理解宇宙天體,有必要讓我們的大腦做一做體操,想象一下,如果地球是個直徑1釐米的小球,宇宙會是什麼樣?
一、如果地球是個直徑1釐米的小球。
如果地球是個直徑1釐米的玻璃珠,那麼月球就是一粒直徑3毫米的大葡萄籽。你把這個玻璃珠擺在桌子上,距離玻璃珠大約30釐米的距離——也就是兩隻筆的長度——有一粒葡萄籽,這粒葡萄籽就是月球。月球這粒葡萄籽圍繞著地球這個玻璃珠旋轉,每轉一圈耗時一個月。
如果地球是個直徑1釐米的玻璃珠,太陽就是一個直徑1米的大球,有一張單人沙發大小,而地球到太陽距離大約為100米。
想象一下,有一個足球場,你站在球門正下方,手裡捧著一個玻璃珠。在另一邊的球門裡,你的好基友正翹著二郎腿,舒服的坐在一張沙發裡。如果你手中的玻璃球是地球,那麼,你好基友屁股下面的沙發就是太陽,地球距離太陽正好一個球場那麼長。
現在,你帶著這個玻璃珠,你的基友扛著那個沙發,你們一起來到了鳥巢體育館。如果你的基友把那個沙發擺在了鳥巢體育館正中央。而你站在體育館的看臺上,距離沙發差不多100米那麼遠。地球就是玻璃珠,太陽就是沙發,你手中這個珠子圍繞著鳥巢中央的那張沙發轉動,每轉一圈耗時一整年。
在太陽系最外圍,是一圈圍繞太陽旋轉的小行星帶,人稱柯伊伯帶。柯伊伯帶裡面有無數顆小行星,這裡也是彗星的發源地。一般來說,把柯伊伯帶當成太陽系的最外緣。
如果太陽是鳥巢正中央的沙發,地球是看臺上的一個直徑1釐米的玻璃珠,那麼,柯伊伯帶就是距離沙發10公里外的一條很寬很寬的公路。這條公路,以鳥巢為圓心,轉了一個大圈,形成了一個圓環。該圓環的最外緣半徑10公里,最內緣半徑3公里,公路本身寬7公里。我說過了,這是一條很寬很寬的公路。
這條公路往南可能會經過天安門,往北可能會經過天通苑。包含了地球的太陽系八大行星,就懸浮在這個圓環的內環裡面。內環半徑3公里,和外環半徑10公里相比,的確小的多。但對於地球這個小小的玻璃珠來說,半徑3公里的圓,還是一個非常大的空間的。
如果地球是個直徑1釐米的玻璃珠,太陽是個位於鳥巢正中央的沙發,那麼,冥王星就是一粒直徑2毫米的葡萄籽,比月亮那個葡萄籽還要小一點。這粒葡萄籽,距離沙發3公里,大約在北京師範大學的位置,圍繞著鳥巢旋轉。
聰明如你,一定會注意到,冥王星剛好位於柯伊伯帶環城公路的最內緣。實際上,冥王星本身就是柯伊伯帶裡面的一顆小行星,這也正是冥王星被開除太陽系九大行星的理由之一。這粒可憐的葡萄籽!
宇宙中有無數恆星,距離太陽最近的那顆恆星,就叫比鄰星,取意為:海內存知己,天涯若比鄰。是不是很有詩意的樣子。這位給比鄰星起名字的天文學家,一直在意淫:在比鄰星附近,會存在一個文明,而且這個文明還會是我們地球文明的知己。這種想法真是狂妄之極,我們要堅決打倒程心這種傲慢無知的白左思想,堅決反對葉文潔這種自絕於人民的醜惡行徑……扯遠了,我們接著說正題。
如果地球是個直徑1釐米的玻璃珠,太陽是個直徑1米的沙發,那麼比鄰星距離太陽大約為30000公里。這個數字已經遠遠超出地球直徑,也超出了普通人的理解範圍。為了理解太陽比鄰星的距離,我們就不能再把地球當做一個直徑1釐米的球了,我們需要把太陽當成一個直徑1釐米的球。
二、如果太陽是個直徑1釐米的小球。
現在,你把基友趕跑,你自個站在北京鳥巢正中央,手裡還是捧著那個直徑1釐米的玻璃珠。只不過,現在那個玻璃珠是太陽。於此同時,地球變成一粒直徑0.1毫米的沙子,肉眼幾乎不能見。
可不要小看了這粒沙子,就是這個沙子,諸子百家在上面爭吵、耶穌在上面牧羊、秦始皇在上面砌牆、哥倫布在上面開船、牛頓在上面吃蘋果、美蘇在上面爭霸……
地球這粒有點鬧騰的沙子,就距離你大約1米遠,也就是兩步的距離。而柯伊伯帶的最外緣,距離你100米,就在鳥巢的看臺上。
如果太陽是你手中的的玻璃珠,位於鳥巢正中央,那麼比鄰星就是山東省濟南市藍翔技校操場地上的一粒葡萄籽,而且是個直徑稍微大於1毫米的小葡萄籽。
從北京到濟南大約300公里。以你手中的玻璃球為中心,前後左右上下300公里之內的空間裡,完全是空曠的,不會存在任何其他的恆星葡萄籽、或者恆星玻璃珠、或者恆星西紅柿。
這個空間在平面上的投影,整整有三十萬平方公里,相當於兩個河北省的面積。想象一下,整整兩個河北省,裡面只有一顆玻璃珠。
既然已經理解了太陽到比鄰星的距離,那麼,我們將要去理解銀河系。為了理解銀河系有多大,我們需要更激進一些,我們將會假設太陽系是一個直徑1釐米的小球。
三、如果太陽系是個直徑1釐米的小球。
這裡請你一定一定一定注意太陽和太陽系的區別。
你手裡依然捧著這個玻璃珠。現在,這個玻璃珠代表了整個太陽系,柯伊伯帶就在這個玻璃珠裡面。太陽就是這個玻璃珠的中心,是一個極為細小、發光發熱的點。
有人會問:在這個玻璃珠裡面,地球在什麼位置?
地球在什麼位置有什麼關係麼?這個問題並不重要耶。在地球還是個玻璃球的時候,太陽系覆蓋了半個北京城。給你半個北京城,你會關心裡面的一顆玻璃球麼?所以說,我們還是需要把時間花在值得一提的東西上去,比如說,比鄰星。
可能比鄰星也有她的柯伊伯帶,但科學家尚未證實這一條。我不是科學家,所以這裡我就可以大膽假設,比鄰星也有她的柯伊伯帶。以比鄰星為中心的恆星系,包含了比鄰星的柯伊伯帶,就是一個小一號的玻璃珠。這個珠子就距離你15米那麼遠,剛好是一個羽毛球球場的長度。
如果把銀河系中心就放在鳥巢正中央,你就必須帶著太陽系這個玻璃球跑路了。你必須一直跑到天津海河廣場,現在你和你的玻璃珠距離鳥巢大約100公里。但銀河系的邊緣還要延伸,向東南能延伸到天津濱海區,大約150公里的樣子。以鳥巢為中心,銀河系在西北方向的延伸,能延伸到張家口,也是150公里。銀河系形狀有點像一個月餅,如果這個月餅直徑是300公里,那麼厚度只有36公里。也就是地上18公里,地下18公里。18公里是差不多兩個喜馬拉雅山的高度。
你把太陽系玻璃珠放在海河廣場,任由她懸浮在空中。然後你一個乾坤大挪移瞬間穿越到張家口。從這裡,你將要駕車橫穿整個銀河系。
你的計劃是從張家口出發,以每小時60公里的速度,途徑鳥巢體育館、海河廣場,一路直奔天津濱海新區。汽車剛剛啟動,你就發現:在你汽車前後左右上下,每隔若干米就會懸浮著一個玻璃珠,每一個玻璃珠就是一個恆星系,每一個恆星系都閃爍著微弱的光芒。當然,你的汽車具有穿越這些玻璃珠的特異功能,行駛途中不會受到任何影響。(敲黑板!玻璃珠是恆星系不是恆星,恆星只是這個玻璃珠中心位置的一點塵埃!)
剛剛離開張家口,你還位於銀河系的邊緣位置,恆星系們非常稀疏,每兩個玻璃珠間隔有好幾十米。隨著你的車駛向北京鳥巢,你發現玻璃珠慢慢變的越來越稠密,這是由於你正在逐漸接近銀河系中心。在兩個半小後,你到達了鳥巢。在這裡,玻璃珠的密度達到了頂峰,密密麻麻的,如同冰雹一樣,分散在你的四面八方。儘管每個玻璃球中心所發出的光芒依然非常微弱,但在這裡,由於光點十分密集,他們就匯成了光的海洋。
告別了鳥巢,你繼續向銀河系的另一端行駛。由於離開了銀河系中心,玻璃珠開始變得越來越稀疏。又過了一個多小時,大約在第四個小時結束後,你到達了天津海河廣場。整個途中,你駛過了無數個玻璃珠,但在這裡,你一眼就瞅見了太陽系,畢竟這個玻璃球不久前還躺在你手心裡。距離太陽系玻璃球15米遠,就是另一個孤獨的小玻璃珠——比鄰星星系。
為了完成橫穿銀河系的壯舉,你必須離開太陽系繼續前行,太陽系玻璃球在車窗外一晃而過,銀河系的邊緣還在前方。不過,旅程已經接近結束了。你又行駛大約一個小時,在第五個小時結束後,你到了達天津濱海新區,來到了銀河系的另一端。恭喜你,你終於橫穿了整個銀河系!
接下來,我們將要試圖理解可觀測宇宙的空間。
宇宙中一部分天體的光線,已經到達地球,這部分天體就被科學家稱為可觀測宇宙。宇宙其他部分的天體的光線,還在奔往地球的路上,對科學家們來說,現在還觀測不到,這部分就是不可觀測宇宙。
或許這部分天體的一些特殊射線、波、場、粒子、量子感應早就把地球洞穿了個遍,而愚蠢的科學家們根本觀測不到。他們就欺騙我們,說那是不可觀測的。這都是完全有可能的事。某大牛作家或許能根據這個寫出一篇不錯的科幻小說……
先不管這些,我們接著說正題。按照慣例,為了理解宇宙,我們先把銀河系假想成一個小球。
四、如果銀河系是個直徑1釐米的小球。
又是球!又是球!我已經討厭這個小破球了,我要換個高階大氣上檔次的比喻。
四、如果可觀測宇宙就是一套100平米的商品房。
是四環以內麼?
是精裝修的麼?
是學區房麼?
這些,宇宙都不會在乎的。
如果可觀測宇宙就是一套100平米的商品房,那麼銀河系就是直徑0.01毫米的塵埃,也就是PM10,是一粒沙子體積的千分之一。
你掏出鑰匙,開啟防盜門,走進這套房子。然後,你拉開窗簾,讓Sunny直射進來,你就能看見,房間裡充滿了到處漂浮的、令人生厭的塵埃。其中的一個,或許就是我們的銀河系。
出場演員表
(片尾曲為《一閃一閃亮晶晶》,各位請自行腦補)
月球直徑 3.476e+3 地球直徑 1.276e+4地月距離 3.844e+5太陽直徑 1.368e+6地日距離 1.496e+8冥王星直徑 2.322e+3冥王星至太陽距離 0.45e+10柯伊伯帶內緣至太陽距離 0.45e+10(30個天文單位)
柯伊伯帶外緣至太陽距離 1.496e+10(100個天文單位)比鄰星直徑 1.954e+5比鄰星至太陽距離 3.992e+13(4.22光年)銀河系直徑 9.46e+17(10萬光年)
銀河系厚度 1.14e+17(1.2萬光年)太陽距離銀河系中心距離 2.46e+17(2.6萬光年)可觀測宇宙直徑 8.798e+23(930億光年)
單位:kM
普通人只能藉助身邊的事物分辨大小。比如:
沙子的直徑大約是0.1毫米,
玻璃珠的直徑大約是1釐米,
沙發的高度大約是1米,
足球場兩個球門之間大約是100米,
從鳥巢到天安門直線距離大約是10公里,
北京到濟南的直線距離大約是300公里。
超出這些範圍的數字,無論是過大還是過小,普通人都不好理解。宇宙級別的天文數字,動不動就是億萬光年,普通人對這些數字,根本就沒有概念,更談不上去體會宇宙的浩瀚。
所以說,這個問題提的就非常好:為了幫助人們理解宇宙天體,有必要讓我們的大腦做一做體操,想象一下,如果地球是個直徑1釐米的小球,宇宙會是什麼樣?
一、如果地球是個直徑1釐米的小球。
如果地球是個直徑1釐米的玻璃珠,那麼月球就是一粒直徑3毫米的大葡萄籽。你把這個玻璃珠擺在桌子上,距離玻璃珠大約30釐米的距離——也就是兩隻筆的長度——有一粒葡萄籽,這粒葡萄籽就是月球。月球這粒葡萄籽圍繞著地球這個玻璃珠旋轉,每轉一圈耗時一個月。
如果地球是個直徑1釐米的玻璃珠,太陽就是一個直徑1米的大球,有一張單人沙發大小,而地球到太陽距離大約為100米。
想象一下,有一個足球場,你站在球門正下方,手裡捧著一個玻璃珠。在另一邊的球門裡,你的好基友正翹著二郎腿,舒服的坐在一張沙發裡。如果你手中的玻璃球是地球,那麼,你好基友屁股下面的沙發就是太陽,地球距離太陽正好一個球場那麼長。
現在,你帶著這個玻璃珠,你的基友扛著那個沙發,你們一起來到了鳥巢體育館。如果你的基友把那個沙發擺在了鳥巢體育館正中央。而你站在體育館的看臺上,距離沙發差不多100米那麼遠。地球就是玻璃珠,太陽就是沙發,你手中這個珠子圍繞著鳥巢中央的那張沙發轉動,每轉一圈耗時一整年。
在太陽系最外圍,是一圈圍繞太陽旋轉的小行星帶,人稱柯伊伯帶。柯伊伯帶裡面有無數顆小行星,這裡也是彗星的發源地。一般來說,把柯伊伯帶當成太陽系的最外緣。
如果太陽是鳥巢正中央的沙發,地球是看臺上的一個直徑1釐米的玻璃珠,那麼,柯伊伯帶就是距離沙發10公里外的一條很寬很寬的公路。這條公路,以鳥巢為圓心,轉了一個大圈,形成了一個圓環。該圓環的最外緣半徑10公里,最內緣半徑3公里,公路本身寬7公里。我說過了,這是一條很寬很寬的公路。
這條公路往南可能會經過天安門,往北可能會經過天通苑。包含了地球的太陽系八大行星,就懸浮在這個圓環的內環裡面。內環半徑3公里,和外環半徑10公里相比,的確小的多。但對於地球這個小小的玻璃珠來說,半徑3公里的圓,還是一個非常大的空間的。
如果地球是個直徑1釐米的玻璃珠,太陽是個位於鳥巢正中央的沙發,那麼,冥王星就是一粒直徑2毫米的葡萄籽,比月亮那個葡萄籽還要小一點。這粒葡萄籽,距離沙發3公里,大約在北京師範大學的位置,圍繞著鳥巢旋轉。
聰明如你,一定會注意到,冥王星剛好位於柯伊伯帶環城公路的最內緣。實際上,冥王星本身就是柯伊伯帶裡面的一顆小行星,這也正是冥王星被開除太陽系九大行星的理由之一。這粒可憐的葡萄籽!
宇宙中有無數恆星,距離太陽最近的那顆恆星,就叫比鄰星,取意為:海內存知己,天涯若比鄰。是不是很有詩意的樣子。這位給比鄰星起名字的天文學家,一直在意淫:在比鄰星附近,會存在一個文明,而且這個文明還會是我們地球文明的知己。這種想法真是狂妄之極,我們要堅決打倒程心這種傲慢無知的白左思想,堅決反對葉文潔這種自絕於人民的醜惡行徑……扯遠了,我們接著說正題。
如果地球是個直徑1釐米的玻璃珠,太陽是個直徑1米的沙發,那麼比鄰星距離太陽大約為30000公里。這個數字已經遠遠超出地球直徑,也超出了普通人的理解範圍。為了理解太陽比鄰星的距離,我們就不能再把地球當做一個直徑1釐米的球了,我們需要把太陽當成一個直徑1釐米的球。
二、如果太陽是個直徑1釐米的小球。
現在,你把基友趕跑,你自個站在北京鳥巢正中央,手裡還是捧著那個直徑1釐米的玻璃珠。只不過,現在那個玻璃珠是太陽。於此同時,地球變成一粒直徑0.1毫米的沙子,肉眼幾乎不能見。
可不要小看了這粒沙子,就是這個沙子,諸子百家在上面爭吵、耶穌在上面牧羊、秦始皇在上面砌牆、哥倫布在上面開船、牛頓在上面吃蘋果、美蘇在上面爭霸……
地球這粒有點鬧騰的沙子,就距離你大約1米遠,也就是兩步的距離。而柯伊伯帶的最外緣,距離你100米,就在鳥巢的看臺上。
如果太陽是你手中的的玻璃珠,位於鳥巢正中央,那麼比鄰星就是山東省濟南市藍翔技校操場地上的一粒葡萄籽,而且是個直徑稍微大於1毫米的小葡萄籽。
從北京到濟南大約300公里。以你手中的玻璃球為中心,前後左右上下300公里之內的空間裡,完全是空曠的,不會存在任何其他的恆星葡萄籽、或者恆星玻璃珠、或者恆星西紅柿。
這個空間在平面上的投影,整整有三十萬平方公里,相當於兩個河北省的面積。想象一下,整整兩個河北省,裡面只有一顆玻璃珠。
既然已經理解了太陽到比鄰星的距離,那麼,我們將要去理解銀河系。為了理解銀河系有多大,我們需要更激進一些,我們將會假設太陽系是一個直徑1釐米的小球。
三、如果太陽系是個直徑1釐米的小球。
這裡請你一定一定一定注意太陽和太陽系的區別。
你手裡依然捧著這個玻璃珠。現在,這個玻璃珠代表了整個太陽系,柯伊伯帶就在這個玻璃珠裡面。太陽就是這個玻璃珠的中心,是一個極為細小、發光發熱的點。
有人會問:在這個玻璃珠裡面,地球在什麼位置?
地球在什麼位置有什麼關係麼?這個問題並不重要耶。在地球還是個玻璃球的時候,太陽系覆蓋了半個北京城。給你半個北京城,你會關心裡面的一顆玻璃球麼?所以說,我們還是需要把時間花在值得一提的東西上去,比如說,比鄰星。
可能比鄰星也有她的柯伊伯帶,但科學家尚未證實這一條。我不是科學家,所以這裡我就可以大膽假設,比鄰星也有她的柯伊伯帶。以比鄰星為中心的恆星系,包含了比鄰星的柯伊伯帶,就是一個小一號的玻璃珠。這個珠子就距離你15米那麼遠,剛好是一個羽毛球球場的長度。
如果把銀河系中心就放在鳥巢正中央,你就必須帶著太陽系這個玻璃球跑路了。你必須一直跑到天津海河廣場,現在你和你的玻璃珠距離鳥巢大約100公里。但銀河系的邊緣還要延伸,向東南能延伸到天津濱海區,大約150公里的樣子。以鳥巢為中心,銀河系在西北方向的延伸,能延伸到張家口,也是150公里。銀河系形狀有點像一個月餅,如果這個月餅直徑是300公里,那麼厚度只有36公里。也就是地上18公里,地下18公里。18公里是差不多兩個喜馬拉雅山的高度。
你把太陽系玻璃珠放在海河廣場,任由她懸浮在空中。然後你一個乾坤大挪移瞬間穿越到張家口。從這裡,你將要駕車橫穿整個銀河系。
你的計劃是從張家口出發,以每小時60公里的速度,途徑鳥巢體育館、海河廣場,一路直奔天津濱海新區。汽車剛剛啟動,你就發現:在你汽車前後左右上下,每隔若干米就會懸浮著一個玻璃珠,每一個玻璃珠就是一個恆星系,每一個恆星系都閃爍著微弱的光芒。當然,你的汽車具有穿越這些玻璃珠的特異功能,行駛途中不會受到任何影響。(敲黑板!玻璃珠是恆星系不是恆星,恆星只是這個玻璃珠中心位置的一點塵埃!)
剛剛離開張家口,你還位於銀河系的邊緣位置,恆星系們非常稀疏,每兩個玻璃珠間隔有好幾十米。隨著你的車駛向北京鳥巢,你發現玻璃珠慢慢變的越來越稠密,這是由於你正在逐漸接近銀河系中心。在兩個半小後,你到達了鳥巢。在這裡,玻璃珠的密度達到了頂峰,密密麻麻的,如同冰雹一樣,分散在你的四面八方。儘管每個玻璃球中心所發出的光芒依然非常微弱,但在這裡,由於光點十分密集,他們就匯成了光的海洋。
告別了鳥巢,你繼續向銀河系的另一端行駛。由於離開了銀河系中心,玻璃珠開始變得越來越稀疏。又過了一個多小時,大約在第四個小時結束後,你到達了天津海河廣場。整個途中,你駛過了無數個玻璃珠,但在這裡,你一眼就瞅見了太陽系,畢竟這個玻璃球不久前還躺在你手心裡。距離太陽系玻璃球15米遠,就是另一個孤獨的小玻璃珠——比鄰星星系。
為了完成橫穿銀河系的壯舉,你必須離開太陽系繼續前行,太陽系玻璃球在車窗外一晃而過,銀河系的邊緣還在前方。不過,旅程已經接近結束了。你又行駛大約一個小時,在第五個小時結束後,你到了達天津濱海新區,來到了銀河系的另一端。恭喜你,你終於橫穿了整個銀河系!
接下來,我們將要試圖理解可觀測宇宙的空間。
宇宙中一部分天體的光線,已經到達地球,這部分天體就被科學家稱為可觀測宇宙。宇宙其他部分的天體的光線,還在奔往地球的路上,對科學家們來說,現在還觀測不到,這部分就是不可觀測宇宙。
或許這部分天體的一些特殊射線、波、場、粒子、量子感應早就把地球洞穿了個遍,而愚蠢的科學家們根本觀測不到。他們就欺騙我們,說那是不可觀測的。這都是完全有可能的事。某大牛作家或許能根據這個寫出一篇不錯的科幻小說……
先不管這些,我們接著說正題。按照慣例,為了理解宇宙,我們先把銀河系假想成一個小球。
四、如果銀河系是個直徑1釐米的小球。
又是球!又是球!我已經討厭這個小破球了,我要換個高階大氣上檔次的比喻。
四、如果可觀測宇宙就是一套100平米的商品房。
是四環以內麼?
是精裝修的麼?
是學區房麼?
這些,宇宙都不會在乎的。
如果可觀測宇宙就是一套100平米的商品房,那麼銀河系就是直徑0.01毫米的塵埃,也就是PM10,是一粒沙子體積的千分之一。
你掏出鑰匙,開啟防盜門,走進這套房子。然後,你拉開窗簾,讓Sunny直射進來,你就能看見,房間裡充滿了到處漂浮的、令人生厭的塵埃。其中的一個,或許就是我們的銀河系。
出場演員表
(片尾曲為《一閃一閃亮晶晶》,各位請自行腦補)
月球直徑 3.476e+3 地球直徑 1.276e+4地月距離 3.844e+5太陽直徑 1.368e+6地日距離 1.496e+8冥王星直徑 2.322e+3冥王星至太陽距離 0.45e+10柯伊伯帶內緣至太陽距離 0.45e+10(30個天文單位)
柯伊伯帶外緣至太陽距離 1.496e+10(100個天文單位)比鄰星直徑 1.954e+5比鄰星至太陽距離 3.992e+13(4.22光年)銀河系直徑 9.46e+17(10萬光年)
銀河系厚度 1.14e+17(1.2萬光年)太陽距離銀河系中心距離 2.46e+17(2.6萬光年)可觀測宇宙直徑 8.798e+23(930億光年)
單位:kM