宇宙的范围有多大?

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宇宙大爆炸
2020-09-23 · 别笑,我们是正经科普
宇宙大爆炸
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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。

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宇宙到底有多大?#星知计划#

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宇宙空间飞船
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宇宙到底有多大?

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我们现在所谈到的宇宙大小,是指可见的宇宙,也就是以我们人类生活的地球为一个球体,它的半径是从大爆炸,即宇宙作为一个点诞生,并开始向外迅速膨胀以来光所通过的空间。从整体上看,宇宙很可能比这个可见的宇宙大得多。

光年是天文学采用的计量单位,也就是光在一年中经过的路程。光的速度大约为每秒30万千米,1光年大约是94600亿千米。银河系的直径约为10万光年,而且还有另外的星系在银河系之外,离我们有数10亿光年。我们目前所能观测到的宇宙边缘,最新发现了类星体,与地球相隔约100亿—200亿光年,这是到目前为止所知最遥远的天体。

20世纪以前,人们认为太阳系几乎就是一切,不相信太阳系以外还存在其他星球。至1900年,人们又认为太阳系所属的银河系就是整个宇宙。至于银河系的大小,当时最大的估计是宽约20000光年,其中包含大约20亿—30亿颗像太阳一样的恒星。

1920年,天文学家哈洛•沙普利等人根据当时掌握的测量恒星距离的新方法,算出了银河的真实宽度是10万光年,其中包含的恒星总数达2000亿—3000亿颗。同20年前的看法相比,银河扩大了100倍,而且还断定这极度扩大了的银河,并不是全部宇宙。

与此同时,天文学家又发现宇宙是由许多个像银河系一样的星系集成的,每个星系大约由几十亿至几万亿颗星体组成。而且证明了宇宙是动态的,成群存在的星系彼此相互分离,它们之间的距离越来越大,好像宇宙也在不断扩大。

1929年,美国天文学家埃德温•哈勃等人设计出了确定星系距离的多种方法,证明即使是离我们比较近的星系,如仙女星座系,距离我们也有230万光年。按照宇宙诞生之后就急速扩大的宇宙模型,可以计算出宇宙的年龄大约为130亿年。

这样遥远的距离简直无法想象,但天文学家的职责就是准确地计算、测量出宇宙的大小和范围。假如天文学家可以找到一支“标准蜡烛”,也就是某个类星体,它有稳定亮度,特别显眼,远隔半个宇宙也能够看得见的话,那么这个问题便不再是谜。

到目前为止,大家公认整个宇宙可通用的“标准蜡烛”还没有找到。因此,天文学家运用这一基本方法时通常采取一种分步方式,这就是设立一系列“标准蜡烛”,每一步的作用就是测定下一步。

近些年,远红外线观测造父变星、行星状星云和美国麻省理工学院的约翰•托里的成片星系,三种不同的“标准蜡烛”使大多数人认为宇宙并不古老,仅有110亿—120亿年。

但是,并不能肯定这就是正确答案,至少有另外三个天文学家小组得出了不同的结果。其中的一个小组是以哈佛大学天文学系主任罗伯特•柯什纳为首的科学家,他们得出的结论是宇宙并不古老,可能有150亿年。但杰奎琳•休特及她的学生们,以及普林斯顿大学的埃德•特纳,都测定宇宙有240亿年。至于宇宙究竟有多大,它的尽头究竟在何处,也许将永远是个谜。

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