宇宙有多大?這個問題沒有答案,因為宇宙空間本身是在不斷變化的, 曾經人類認為,宇宙空間無限大且存在的時間無限久遠,但是哈勃證明了哈勃定律後,人們逐漸意識到,宇宙存在一個“起點”,這個起點就是“宇宙大爆炸”。
在宇宙大爆炸後,爆炸產生了大量的能量和熱量,能量的運動讓時間和空間的概念出現,在大爆炸發生後的沒多久,宇宙經歷了一個“暴漲階段”,隨著宇宙平均溫度的降低,各種基本力出現,在四大基本力的影響下,宇宙開始向著我們熟悉的方向演化,直到氫原子出現,核聚變反應創造出了其他更重的元素,宇宙中的恆星和行星也就慢慢地出現了。
今天我們就從地球開始說起,一步步展示宇宙中的星系結構,可能會顛覆你對“大小”概念的認知!
古人總結“一山更有一山高”,這句話其實放在任何地方都適用,特別是在宇宙中的物質結構下,總有更大的宇宙結構出現,目前人類在物理學中已經對“最小”有了一定定義,那就是各種“普朗克單位”,普朗克單位是宇宙中最小的單位,而最大的單位就是宇宙本身,因為人類目前不知道宇宙有多大,所以只有“更大”沒有“最大”!
人類文明和所有的已知生命都在地球上,但是對於整個宇宙來說,地球這樣的行星只是大尺度宇宙結構下的最小組成部分,就算是太陽系這樣的恆星系在宇宙中也很常見,不同的恆星系其實是有很大差距的,這主要和恆星的質量有關。
太陽系越大的恆星壽命越短,因為它們釋放能量的速度更快,會更早地結束自己的生命,在恆星“死亡”後,會噴射出大量的物質和能量,新的恆星會在老恆星噴灑出的物質中誕生,而質量較大的恆星會演變成黑洞,黑洞會不斷吸收物質長大,直到成為宇宙中星系的“引力源”。
銀河系和本星系群從人類的觀察來看,太陽系和其他兩千億顆恆星一起組成了“銀河系”,銀河系對於現在的人類來說,絕對是一個龐然大物,整個銀河系的直徑在20萬光年左右,也就是說以光速運動,也需要20萬年才能穿過銀河系,有人認為不論人類的科技怎麼發展,人類都會因為資源和距離的問題無法離開銀河系。
對於整個宇宙來說,銀河系其實也不大,比銀河系更大的宇宙結構是“本星系群”,一個包含50個星系的“小規模”集團結構,我們熟知的銀河系和仙女座星系都是這個星系群的一部分,這個星系團大約覆蓋了1000萬光年的宇宙空間!
本超星系團但是對於宇宙來說,本星系群也不算大,室女座超星系團也被稱為本超星系團,是一個由100個星系群組成的超星團,覆蓋了整整1.1億光年的宇宙空間,包含了本星系群在內的一百個星系團。
看到這裡,可能你可能已經算不清這個本超星系團中包含多少個像太陽系這樣的恆星系了,但是在人類的觀察中,像超星系團這樣的天體結構在可觀測宇宙記憶體在數百萬個,對於可觀測宇宙來說超星系團其實也不大!
拉尼亞凱亞超星系團按照新的研究和定義,我們認知中的室女座超星系團,其實也只是另外一個更大的超星團的一部分,這個超星團就是“拉尼亞凱亞超星系團”,拉尼亞凱亞超星系團至少包含10萬個星系,橫跨5.2億光年的宇宙空間。
如此大的天體結構,也存在一個引力中心,就是我們常說的“巨引源”,科學家懷疑“巨引源”是一個巨型黑洞,但是一個可以影響10萬個星系的超巨型黑洞在我們的理論中是無法想象的,這種黑洞可能是在宇宙暴漲階段誕生的“原初黑洞”吸收了大量的物質形成的,但是關於“原初黑洞”的研究還處於理論階段,尚且無法證實。
已知最大結構武仙-北冕座長城比拉尼亞凱亞超星系團更大的宇宙結構,就是“宇宙長城”,宇宙中的物質聚集在一起形成了一張巨大的“纖維網”,而宇宙長城就是纖維網中的纖維結構,目前發現的最大的一個宇宙長城“武仙-北冕座長城”,這個巨大的宇宙長城最寬處足有100億光年!武仙-北冕座長城也是人類發現最大的宇宙結構!
整個可觀測宇宙的直徑大約是900億光年,而武仙-北冕座長城這個結構就佔據了整個可觀測宇宙的九分之一!而可觀測宇宙只是整個宇宙的很小一部分,因為宇宙在加速膨脹的原因,觀察者觀察到的宇宙範圍總是有限的。
在可觀測的宇宙外面,存在的宇宙空間要遠比可觀測宇宙大,至於大多少現在無法回答的,可能是數千倍上萬倍,也有可能是更多!
真正瞭解宇宙的廣闊,才能發現人類的渺小,我們只是無限宇宙空間中一個普通行星上的普通生物,不能太驕傲自滿!