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天文學家察覺,絕大數星系都在遠離地球,是否我們在宇宙中心?

2024-09-04科學

從歷史上看,牛頓到愛因斯坦的科學家們普遍認為宇宙保持一個恒定的狀態,不會擴張或收縮。然而在1929年,天文學家艾德溫·哈伯利用遙遠星系的紅移現象首次提出,宇宙其實在不斷擴張中。

到了20世紀90年代,科學家進一步發現宇宙的膨脹速度在加快,這主要是因為占宇宙總質素70%的暗能量。而且發現,星系離地球越遠,它們遠離地球的速度也越快。

由於光速的限制——光速約為每秒30萬公裏,這意味著我們無法即時看到遙遠星系發出的光。因此,科學家定義了一個名為可觀測宇宙的特殊區域,以地球為中心,半徑為465億光年,直徑為930億光年,也被稱作哈伯體積。

在這個區域內,我們可以觀測到絕大多數星系都在遠離地球。然而,如果放在整個宇宙的範圍看,地球並不是任何中心點。

根據哈勃望遠鏡的測定,宇宙的膨脹速度約為每326萬光年67公裏每秒,這個速度比重力作用慢,使得像仙女座星系這樣的星系有朝一日能與銀河系相撞。在極遠的距離上,數千萬光年之外的星系受到宇宙膨脹的影響顯著,光線到達地球需要更長的時間。

一旦星系與地球的距離超過145億光年,由於宇宙的膨脹速度超過光速,這些星系發出的光將無法到達地球,從而永遠處於我們的觀測之外,按照科幻小說【三體】中的說法,這些星系就位於地球的光錐之外。

如果暗能量的比例維持在70%,宇宙膨脹的速度將會更加加速。最終,所有的星系都將遠離地球,銀河系將成為可觀測宇宙中的唯一星系。同時,銀河系內的星體因宇宙超光速膨脹而相互遠離,最終可能導致銀河系的解體。

在宇宙尺度上,物質密度的降低將撕裂每一顆恒星、行星乃至原子,最終整個宇宙中將不存在任何物質。

但是,這種所謂的大撕裂預計發生的時間跨度以萬億年計,與我們生存的時間相比極為遙遠。而37億年後仙女座和銀河系的碰撞,或50億年後太陽變為紅巨星,相較之下似乎並不那麽切實。

相比之下,對我們現實生活影響更大的是月球和火星的探索、地球的氣候變遷以及近地小行星的威脅。

這些宇宙級的事件可能在短時間內終結人類文明,這也是費米悖論中提到的大過濾器。至於外星文明,他們可能一瞬間出現在地球附近,或者永遠不會與我們接觸。