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可观测宇宙半径465亿光年,从可观测宇宙边缘出发,怎样找到地球

2024-07-14科学

科学家告诉我们,可观测宇宙的半径范围达到了465亿光年。如果我们从可观测宇宙的边缘出发,怎样才能抵达地球呢?我们一起来看一看从观测宇宙的边缘开始进入浩瀚的宇宙,一级一级的缩小宇宙中的天体结构看看地球到底在哪里?

可观测宇宙

宇宙处于不断的膨胀之中。在距离我们465亿光年之外的地方,由于宇宙的膨胀是超光速的,那里的光永远无法到达地球。因此在理论上,位于半径465亿光年范围内的天体我们都能看得见,超出了这个范围我们就无法看到了。这就所谓的可观测宇宙。

我们从可观测宇宙的边缘开始出发,首先会看到目前人类发现的最大的天体结构——星系长城。它的大小规模仅次于可观测宇宙。这些星系长城的规模究竟有多大呢?科学家最早发现的星系长城叫做「cfA2」长城。它长5亿光年,宽3亿光年,厚1500万光年。斯隆星系长城横跨14亿光年。而北冕-武仙座长城跨度达到了100亿光年,已超过整个可观测宇宙的十分之一。

武仙-北冕座长城

它是人类目前发现的最大的星系长城。往大了说,我们就位于北冕-武仙座星系长城之中。从这些星系长城的尺度上观察宇宙,宇宙呈现出了奇特的网状结构。这就是所谓的宇宙网。而在网状结构之间则是一些巨大的空隙,也就是宇宙空洞。

那么这些庞大的星系长城又是由什么组成的呢?如果我们继续深入其中就会发现,它们是由一个个超星系团复合体组成的。例如银河系所在的双鱼-鲸鱼座超星系团复合体,它有10亿光年长,1.5亿光年宽。

宇宙大网

而超星系团复合体的下一级就是超星系团。例如,双鱼-鲸鱼座超星系团复合体下面包含了双鱼-鲸鱼座超星系团、英仙-双鱼座超星系团、飞马-双鱼座超星系团、玉夫-武仙座超星系团和拉尼亚凯亚超星系团。从超星系团这么大的宇宙尺度上看,它们就像是一根根轻盈的羽毛一样。

拉尼亚凯亚超星系团

拉尼亚凯亚超星系团就是银河系所在的超星系团。拉尼亚凯亚超星系团横跨5.2亿光年,包含了10万多个星系。在上个世纪80年代,科学家发现银河系和周围的400多个星系都在以每秒钟600~1000公里或者每小时216万~360万公里的速度朝着人马座方向一个神秘天体移动。科学家经过计算,能让这么多的星系朝着一个方向运动,这个神秘天体的质量至少要达到太阳的5×10^16倍。科学家把这个神秘天体称作巨引源。它距离地球2.2亿光年。巨引源就是拉尼亚凯亚超星系团的引力中心。很有可能,那里是我们的最终归宿。

如果我们继续向着拉尼亚凯亚超星系团内部前进,就会发现它由4个超星系团组成:巨引源所在的长蛇-半人马座超星系团、孔雀-印第安超星系团、南方超星系团和室女座超星系团。其中的室女座超星系团直径约为1.1亿光年,其总质量约为太阳的1.5×10^15倍。银河系就在室女座超星系团中。

室女座超星系团

到这里了,我们可以回头看一下从宇宙边缘开始经过了多少个天体结构,以免迷路:可观测宇宙、北冕-武仙座长城,双鱼-鲸鱼座超星系团复合体、拉尼亚凯亚超星系团,室女座超星系团。

室女座超星系团直径大约1亿光年,它包含了100多个星系团和星系群。距离地球大约5000万光年包含了2000个星系的室女座星系团是它的中心区域。银河系所在的本星系群横跨1000万光年,包含了50多个星系。它在室女座超星系团中只是一个小规模的存在。

本星系群中,距离银河系250万光年的仙女座星系占据着主导力量。我们所在的银河系是本星系群中的第二大星系。银河系直径10万光年,包含了大约4000亿颗恒星。

银河系

接下来的旅行便是在银河系的内部进行了。如何在4000亿颗恒星中找到太阳呢?科学家发现,银河系至少有6条从银心向外神展开的旋臂。太阳位于一条并不明显的短旋臂上,距离银河系中心大约2.7万光年。这条旋臂叫做猎户——天鹅臂。当我们进入猎户——天鹅臂,通过横跨3000光年的古尔德带、进入本星系泡,本星际云后,就会看到一颗并不是很起眼恒星在闪闪发光。它就是太阳了。进入到太阳系再前进大约1光年的距离,一颗蓝色想岩石行星映入眼帘。我们终于到家了。

太阳系

从可观测宇宙开始到地球,我们经历了多少宇宙天体结构呢?一起来数一数:可观测宇宙、北冕-武仙座星系长城、双鱼-鲸鱼座超星系团复合体、拉尼亚凯亚超星系团、室女座超星系团、本星系群、银河系、猎户——天鹅臂、古尔德带、本星系泡、本星际云、太阳系、地球。

地球在宇宙中的位置,你记住了吗?

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