宇宙的大小面积:直径至少920亿光年以上 (仅供参考)
一个充满物质和射线的、致密的、膨胀中的、并且均一的宇宙开始了!在物理定律的作用下,138亿年后形成了我们看到的神奇宇宙,这里有非常多的恒星、星系、星系团、大尺度纤维,这里有数万亿存在岩石行星、液态水和生命的机会。但目前我们的可见宇宙到底有多大,我们能够探索到什么程度呢?这也是艺术众筹平台Patreon支持者佛雷德里克·马泰楼的问题。
2微米全天巡天的遥远宇宙
宇宙异常广阔,仅仅一个银河系就有难以计数的星系、恒星、气体和尘埃,我们仅能观测到非常有限的东西
“哈勃极限深场已在一个方向观测到130亿光年远的天体,所以我们是否可以说不管什么方向我们都能看到130亿光年那么远?深空影像展示出新生的星系,它们形态奇怪,内部的第一代恒星也并不多,它们是宇宙大爆炸后不久形成的。我们是不是可以认为整个宇宙的直径是260亿光年?还是我们仅仅能够看到很有限的部分,宇宙远不止那么大?”
哈勃极限深场的遥远宇宙
首先我们从这些人类看到的最远影像开始!哈勃极限深场影像展示了非常狭小的天区——大约是1/,并通过持续长达23天的紫外、可见光和近红外波段观测得到。影像中发现了5500个星系,其中部分星系是现有宇宙年龄约4%时的影像。这样推算,可见宇宙可以有1800亿个星系。但实际上这个数字远远低于真正的数字,大约仅仅是后者的10%。
望向遥远的宇宙,就如同时间之旅,但我们的观测能力还非常有限
当我们向遥远的深空观测,同时我们也是在做时光之旅。星系的光线在宇宙中以光速传播,我们现在所处的宇宙已经138亿年。当我们观测1亿光年外的天体,其实看到的是1亿年前的影像。实际上,哈勃望远镜可以看到宇宙大爆炸后仅仅10亿年时的星系。这些越远的也就是越年轻的星系通常是这样的:体积相对较小、质量相对较小、颜色较淡、亮度较低(因为内部的恒星较少)。
不同时期的星系,右侧是哈勃发现的最早期星系
这样的观测结果很合理:在引力的作用下,这些小的原始星系需要很长时间才能聚合成像银河系这样的大星系。经过几十亿年,才能在星系团中诞生我们所熟知的椭圆星系。因此, 在宇宙的初期,一定有非常非常多的星系“种子”。
如果我们想要搞清楚到底有多少星系,我们有两种方法:一个是理论上的,我们依据现有物理理论来模拟测算;一个是实际观测的,也就是使用天文望远镜看到的信息。结合两者有助于我们得到更准确的数字。2016年的一项研究(附注)告诉我们,整个可见宇宙拥有2万亿个星系。它们在各个方向较为均匀的分布,较远距离的是大量低质量的星系,大质量星系周围的星系数量较少。同时,有星系蔟、星系团和大尺度纤维结构连接,在它们之间是引力作用下形成的空洞。
我们的观测能力非常有限
那为什么我们仅仅看到了9%的星系?为什么我们遗漏了如此多数量的遥远星系?
一个简单的原因:很多星系非常遥远以至于我们很难观测到。50亿光年远的星系已经非常难观测,如果是它在100亿光年外,那亮度会下降到1/4,也就是我们需要花费4倍长时间来观测它。另一个原因是这些星系并不大,内部的恒星比较少,实在是太暗了。尽管年轻的星系拥有的亮星比例较高,但一个只拥有1亿颗恒星的年轻星系,亮度仅仅是拥有4千亿颗恒星的银河系的0.1%。
· 别笑,我们是正经科普
目前宇宙的半径大概是465亿光年,直径930亿光年。但930亿光年仅仅是我们能观测到的宇宙直径,由于宇宙的膨胀速度已经超过了光速,所以我们只在地球上观测宇宙的话无法得知宇宙到底有多大,这还是一个未解之谜。
满意答案 宇宙是浩瀚无垠的。人们通常讨论的“宇宙究竟有多大”,说的是可见宇宙。整个宇宙要比可见宇宙大得多。由于宇宙十分庞大,它的范围已经不是几千米、几十千米甚至几亿千米可以度量的。天文学家测量宇宙的大小是用“光年”这把“尺子”,即光在一年里所走的路程,大约为9.7万亿千米(光速为每秒30
万千米)。银河系的直径约为10万光年。银河系之外的星系,有的距离我们有几十亿光年。最近发现的类星体是我们目前所能观测到的宇宙边缘,与我们相距100亿~200亿光年,它们是迄今所知的最遥远的天体。
对我们常人来说,如此遥远的距离简直令人难以想像。
80多年前,大多数天文学家认为银河系就是整个宇宙,银河系之外什么也没有。可是,当精确度更高的天文望远镜诞生以后,这种看法便被证明是错误的。过去观测到的那些暗淡模糊的斑点,其实就是星系,有的与银河系不相上下,有的则更庞大。20世纪20年代,美国天文学家埃德温·哈勃在加利福尼亚州的威尔逊山用当时世界上最大的反射式望远镜研究银河系以
外的星系,他发现星光中的各种谱线的波长都移向红色一端。这种现象叫做“红移”,说明那些星系正在远离我们而去,就像疾驶而去的汽车喇叭声调的变化一样,是一种多普勒效应。由于宇宙在不断膨胀,星系距我们越来越远,红移也就越大。根据红移的大小,可以计算出宇宙膨胀的速率。
根据宇宙膨胀的速率,最保守的天文学家估计,宇宙中最遥远的天体距离地球约有100亿光年。也有的天文学家认为宇宙边缘距离地球有200亿光年之遥。
哈佛大学天文学主任罗伯特·柯什纳等认为,宇宙并不年轻,可能有150亿年。杰奎琳·休特和她的学生们以及普林斯顿大学的埃德·特纳则测定宇宙的年龄在240亿年。
总而言之,时至今日,宇宙有多大这个问题还远远未能解决
· 说的都是干货,快来关注
宇宙年龄:138.2亿年 (直径: 930亿光年(可观测),1600亿光年(预估完全直径) )。
目前的宇宙理论认为宇宙可能是类似马鞍状的负弯曲形状,该理论源于宇宙大爆炸理论,整个宇宙的外形如同一个吹起的气球,我们则生活在宇宙的“表面”。
同时,科学家也认为宇宙是平坦的,根据美国宇航局的调查,宇宙可能是平坦的,2013年的调查发现如果宇宙是平坦的,那么误差只有0.4%。
爆炸之初,物质只能以中子、质子、电子、光子和中微子等基本粒子形态存在。宇宙爆炸之后的不断膨胀,导致温度和密度很快下降。随着温度降低、冷却,逐步形成原子、原子核、分子,并复合成为通常的气体。气体逐渐凝聚成星云,星云进一步形成各种各样的恒星和星系,最终形成我们如今所看到的宇宙。
广义的宇宙定义是万物的总称,是时间和空间的统一。狭义的宇宙定义是地球大气层以外的空间和物质。“宇宙航行”的“宇宙”定义就是狭义的“宇宙”的定义,宇宙航行意思就是在大气层以外的空间航行。
· 说的都是干货,快来关注
是时间和空间的统一。狭义的宇宙定义是地球大气层以外的空间和物质。“宇宙航行”的“宇宙”定义就是狭义的“宇宙”的定义,宇宙航行意思就是在大气层以外的空间航行。
最新的研究认为宇宙的直径可930亿光年,甚至更大。
目前可观测的宇宙年龄大约为138.2亿年。
目前的宇宙理论认为宇宙可能是类似马鞍状的负弯曲形状,该理论源于宇宙大爆炸理论,整个宇宙的外形如同一个吹起的气球,我们则生活在宇宙的“表面”。
海王星是离太阳的第八颗行星,直径49532千米。海王星绕太阳运转的轨道半径为45亿千米,公转一周需要165年。从1846年发现到今天,海王星还没有走完一个全程。
金星是离太阳的第二颗行星,夜空中亮度仅次于月球。金星上没有水,大气中严重缺氧,二氧化碳占97%以上,空气中有一层厚达20千米至30千米的浓硫酸云,地面温度从不低于400℃,是个名副其实的“炼狱”般世界。
木星是离太阳第五颗行星,而且是最大的一颗,比所有其他的行星的合质量大2倍(地球的318倍),直径142987km。它是气态行星没有实体表面,由90%的氢和10%的氦(原子数之比, 75/25%的质量比)及微量的甲烷、水、氨水和“石头”组成。