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從地球到宇宙邊界,930億光年範圍,只是宇宙的一小部份?

2024-08-15科學

宇宙的規模究竟如何?

此為地球,一個微小的藍色斑點,懸浮於廣袤的宇宙之海中,這裏是你所熟知的每個人的棲息之地,我們的行程亦將自此展開。

首站為三十八萬公裏之外的月球,此星球與地球同期誕生,數十億年來見證且介入了地球生命的演化行程。於月球上眺望,地球仿若一顆脆弱的玻璃球,飄浮於幽暗的太空之中,全景效應所引發的謙卑之感在此刻盡顯無遺。

經過 8 分 20 秒以光速朝太陽系內部行進,我們抵達了距我們 1.5 億公裏之遙的太陽。太陽的體積龐大,可容納 130 萬個地球,其品質在太陽系總品質中占比達 99.86%。包括地球在內的所有行星,以及生活在地球上的我們,皆為太陽形成後所剩余的部份。

當自地球朝太陽系外側行進時,我們首先邂逅的近鄰為火星。此顆紅色行星,其與我們的最近距離為五千五百萬公裏,然而當兩顆行星分處太陽兩側時,間距則可達到四億公裏,故而火星探測車的發射需靜待特定的時間視窗。

在我們邁向太陽系的最外層之際,將會邂逅海王星,這一遙遠的冰態巨行星與地球相距約45億公裏,太陽光線需歷經4小時15分鐘方可抵達海王星。

於我們太陽系之邊緣,存在著奧爾特雲,此乃由彗星構成的球狀空間。天文學家認為,其邊緣可延展至一光年之外,系我們太陽系與星際空間的實質分界線。旅行者一號需三萬載,方可飛離奧爾特雲。

在銀河系中,太陽系的鄰星為距其4.22光年的半人馬座Alpha星,亦稱比鄰星。該星有一顆處於宜居帶內的行星——比鄰星b,部份天文學家認為此行星可能存在外星生命,而三體星系的構想便源自於此。

當恒星的平均間距為 3 光年時,數千億顆恒星共同構成了直徑達 10 萬光年的銀河系。然而,人類文明的有效電磁資訊目前僅覆蓋了幾百光年,在銀河系的郊區宛如一個微不足道的小泡泡。或許,這便是我們尚未被外星文明察覺的緣由。

然而,盡管銀河系的規模極為龐大,使得太陽系相較之下仿若微塵,但一旦我們走出銀河系,便會察覺銀河系於宇宙之中亦無足輕重。

它率先與仙女座星系等數十個星系,構建成一個本星系群,五十余個本星系群進而組成本星系團,其涵蓋的宇宙空間達1000萬光年,至此銀河系在我們眼中已如一粒微塵。在本星系團之上存在著更為龐大的室女座超星系團,該超星系團囊括了來自至少100個星系團的數千個星系,所覆蓋的宇宙空間直徑達1.1億光年。

自室女座超星系團往外,我們觸及一個更為震撼的宇宙構造——拉尼亞凱亞超星系團,其在宇宙中延展逾 5 億光年,為可觀測宇宙範疇內名副其實的巨物,亦是多條宇宙長城交匯的關鍵節點。至此,我們方得見可觀測宇宙的整體面貌,一個由 2 萬億個星系構成的纖維網狀架構,然而,這並非整個大宇宙的全貌。

鑒於光速存在限制,且宇宙膨脹速率高於光速,故而形成了直徑達 930 億光年的可觀測宇宙。天文學家認為,在可觀測宇宙之外,尚有諸多星系存在,只不過它們所發射的光線無法抵達地球。