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宇宙有多大?暗物质隐藏令人震惊事实

【科技新闻】2月23日消息,宇宙有多大?暗物质隐藏着令人惊讶的事实。每个人似乎都在问宇宙到底有多大,这是人类几千年来一直向往的神秘外太空的终极问题。不断有各种各样的外太空探测器前往更深的宇宙,只是为了探索宇宙有多大。想了解宇宙有多大,请试着在你面前放一枚硬币。假设这个小硬币是我们的太阳,另一个代表离太阳最近的恒星:比邻星的硬币应该放在大约563公里外。对于生活在中国的读者来说,比如上海的读者,这第二枚硬币几乎都会放在山东或者安徽省,而对于一些小国的居民来说,这枚硬币可能已经放在国外了。

这只是太阳和最近的恒星。当你试图模拟一个更大的空间时,就会麻烦得多。例如,与你的硬币太阳相比,银河系的直径约为1200万公里,相当于地球和月球之间距离的30倍。可以看到,宇宙的尺度是惊人的,几乎没有办法用我们生活中熟知的距离尺度来衡量。

但这并不意味着测量宇宙的梦想遥不可及。天文学家在长期的研究中发现了一些测量宇宙尺度的有效方法。我们将在下面向您展示相关内容:

宇宙有多大?

我们并不生活在宇宙的中心,但我们确实生活在哈勃体积的中心,这是一个直径约930亿光年的球体。

这个星球上没有人知道宇宙有多大。它可能是无限的,也可能确实有某种边界,这意味着如果你旅行足够长的时间,你最终会回到你开始的地方,就像在地球上一样,在球体表面旅行。

科学家们对宇宙形状和大小的具体数据有分歧,但至少他们可以对一点进行非常精确的计算,那就是我们能看到多远。真空中的光速是一个固定值,那么既然宇宙自诞生以来一直在137亿年左右,这是否意味着我们只能看到远在137亿光年的地方?

答案是错的。这个宇宙最奇怪的特性之一是它在不断膨胀。而且这种膨胀几乎可以以任何速度进行,——甚至超过光速。这意味着我们能观察到的最远的天体实际上比它们实际到达的距离要近得多。随着时间的推移,由于宇宙的整体膨胀,所有的星系都会离我们越来越远,直到最后留给我们的是一片空旷的空间。

奇怪的是,这样一来,我们的观测能力实际上被“增强”了,事实上,我们能观测到的最远星系距离我们460亿光年。我们并不生活在宇宙的中心,但我们确实生活在哈勃体积的中心,这是一个直径约930亿光年的球体。

充满星系

这张照片是美国宇航局哈勃太空望远镜获得的最深的图像之一。科学家让哈勃望远镜对准天空中的一个小区域,长时间曝光——个月,尽可能捕捉到每一个薄弱点。上图是局部放大图,全图是下图,包含一万个星系。从局部放大图中,可以看到星系的一些细节。

当你看着这些遥远的星系时,你可能没有意识到你在看着遥远的过去。你看到的所有星系都是130亿年前的样子,这几乎是时间的尽头。如果你更喜欢空间的描述,这些星系和我们的距离是300亿光年。

宇宙在不断膨胀,但与此同时,科学家在宇宙尺度上的测量精度也在不断提高。他们很快找到了描述宇宙中遥远天体距离的绝佳方法。随着宇宙的膨胀,在宇宙中传播的光的波长会被拉长,就像橡皮筋被拉长一样。光是一种电磁波。对它来说,更长的波长意味着接近光谱中的红色波段。因此,天文学家用“红移”这个词来描述天体的距离。简单来说,就是描述光束从天体发出后,在太空中经历了多大的膨胀和拉伸。当然,天体离得越远,光波在传播过程中被拉长的波长就越大,光就越红。

如果用这种描述方法,可以说这些遥远星系的距离大约是一个红移值Z=7.9,天文学家马上就会明白你说的距离尺度。

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