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回顧:人類多渺小宇宙有多大?232億公裏外的探測器給了我們答案

2024-06-26科學

綜述

從人類這個族群擁有記憶與文化以來,我們一直生活在地球上面,腳踩著富饒的土壤,擡頭是日月星辰構建的天穹。 天空之外的世界到底是什麽樣子的呢?

古人曾經也這樣發問過,並做出了推測, 但是古時候的人們沒有望遠鏡,也沒有前人們的不懈努力所搭建起來的高塔, 他們就算是沒有近視,可以用眼睛發現很遠處的東西,也突破不了地球表面大氣層的阻攔, 只能夠依稀發現一些亮度較高的宇宙天文現象,並記錄在歷史的洪流當中。

隨著時間的發展, 人類開始了工業革命,科技的進步越來越快,到現在幾乎是短短數年的時間就可能世界都變了樣。

而在上個世紀,由於人類固有的未被壓制住的劣性根,世界爆發了兩場波及全球的大戰,最後一次戰爭當中,德國及其盟友大勢所趨,敗的敗,降的降, 美國和蘇聯作為戰勝國中的超級大國紛紛拿走了德國發展得較為成熟的火箭技術。

也正是在相關技術和科研人員的幫助下, 20世紀60年代,美國與蘇聯在冷戰的局勢下就太空領域的地位展開了競賽。

在當時, 太空屬於是全世界都向往,但是因為技術原因而無法涉足的領域, 美蘇在這樣一個板塊展現出自己的實力,無疑是最好的表現國家科技水平糊強大的方式,因此雙方你追我趕,投入全國的資金和精力發展太空技術。

旅行者1號

事實上,除了美國與蘇聯政府的目的不單純,從而使得太空競賽遭到了後世一些人的批判, 但其中兩個國家所產出的太空科技卻是非常豐富且實用的,並且在後來也做出了巨大的貢獻,甚至許多技術直到現在還被全世界所沿用。

且不說美國是迄今為止唯一一個能夠載人登上月球,甚至不只是月球,還是唯一一個登上地外天體的國家, 它在1977年9月5日發射出的旅行者1號哪怕是放在今天,或者是未來一段時間裏,旅行者1號都是航行距離地球最遠的人造探測器。

事實上,旅行者1號一開始其實是屬於「水手號計劃」中的一員,是其中的11號, 最後才肩負起飛向太陽系之外,去探索更遙遠,也更神秘的地方。

由於當時旅行者1號剛好碰上了一百多年才會發生一次的行星幾何排列 ,從而被安排去探訪木星、土星、天王星和海王星,這些屬於是太陽系外側行星,都是公轉周期非常遙遠的氣態巨行星。

如果平時去造訪這4顆行星,最少都需要花上30年左右的時間, 然而由於這一次特殊的機會,旅行者1號和2號只需要用12年左右的時間。

但是在1980年11月以後,由於科學家們想讓旅行者1號探測土星的衛星——土衛六,導致旅行者1號無法再對剩下的天王星和海王星進行繼續的探訪任務, 從而被迫中止,轉而向太陽系外航行。

到了2012年,旅行者1號來到了太陽系的日球層頂,穿越了太陽高能粒子與宇宙星際物質所形成的圈層, 但依然沒有飛出太陽系。

到目前為止,旅行者1號距離我們已經大概232億千米, 長達44年的時間裏,它一直在不斷向外飛行, 卻還未看見太陽系的邊界。

事實上,旅行者1號甚至還沒有抵達最外側的奧爾特雲區域, 這個地方充斥著大量的受到太陽吸引的彗星而形成的球體雲團, 它們包裹著太陽系,最大半徑能達到1光年左右。

憑旅行者1號的移速,它還要花上300年左右的時間才能夠進入太陽系外側的奧爾特雲之中, 若是想要穿過它,徹底逃離太陽系,或許直到3萬年以後才能走出去。

這足以說明對於人類而言,我們現在的科技手段根本無法走出太陽系,甚至我們就連行星探索也相當有限, 載人登陸行星的技術僅僅只有美國完成,還只是距離地球最近的衛星——月球。

而太陽系在銀河系列根本不算什麽,就好像是一顆細菌之於整個地球, 渺小到難以引起絲毫的關註。

宇宙到底有多大?

在旅行者1號飛離地球的途中, 1990年2月14日,航行了13年之久的它曾經拍攝了一張地球的畫面,即【暗淡藍點】

當時的旅行者1號已經距離地球很遠了,足足有64億公裏以外,甚至拍攝出來的影像中, 地球只在整個照片裏占據0.12像素,僅僅是渺小微弱的「暗淡藍點」。

可以想象, 自稱是世界主宰的人類在太陽系裏多麽微不足道,所謂的「征服宇宙」的口號又是多麽脆弱的堅持和可笑的傲氣。

實際上,人類所在的太陽系只是銀河系的一個小小的角落, 類似於太陽這樣的恒星,銀河系還有1000億到4000億個左右, 年老的恒星盤旋在中心區域,外部則分布著較為年輕的恒星。

銀河系主要有4個旋臂, 太陽處在兩個主要旋臂中間的獵戶臂內側邊緣,距離銀河系中心大概2.64萬光年之遠, 呈每秒217千米的軌域速度圍繞銀心旋轉。

如果從整個銀河系的視角來看,我們甚至無法從其中尋找到太陽系的位置, 後者就像是海洋中的水分子,也如同茫茫大漠中的一粒沙塵。

盡管如此,對於太陽系來說無比浩大的銀河系, 其實也只是本星系群中一個較大的星系,除了銀河系以外,還有大概50個星系,共同組成了一個較為松散的星系團, 與銀河系大小差不多的還有仙女星系,它們是其中最大的星系了。

本星系群以銀河系為中心,半徑甚至有300多萬光年, 總質素足有65600萬億個太陽的質素之多。然而這還不算完, 本星系群也不過是本超星系團的一部份,也被叫做是室女座超星系團。

地球距離這個超星系團的中心區域都有6000萬光年的距離。 在室女座超星系團中,類似於本星系群這樣的星系群有大概100個, 它們共同組成了一個不規則的薄餅一樣的形狀, 所覆蓋面積的直徑甚至達到了1.1億光年。

原本在我們眼中無比巨大的銀河系,就變成了同樣渺小的塵埃,在室女座超星系團中絲毫不起眼, 而在其中類似於銀河系這樣還算比較大的星系也有4.7萬個, 銀河系實在是排不上什麽名次。

那麽室女座超星系團算大了嗎?事實上,室女座超星系團其實也只是拉尼亞凱亞超星系團中的一個部份罷了。 拉尼亞凱亞超星系團中有10萬多個星系, 如同一張無比龐大的網一樣,將無數個超星系團連線在了一起。

室女座超星系團不過是其中最大的星系團之一, 其中還有300個至500個人類現階段技術下已知的星系團,或許還有更多,只能人類現在並無法發現。

拉尼亞凱亞超星系團範圍已經達到了5.2億光年, 根據科學家們的觀測,在距離我們大概1.5億到2.5億光年的位置可能有一個巨大的重力,能夠將包括室女座超星系團在內的巨大星系團都吸引過去,圍繞它而運轉,這也被人類叫做是「巨引源」。

再向外看去, 還有一個叫做雙魚-鯨魚座超星系團復合體的存在,它也是人類發現的宇宙最大的結構體, 足有10億光年的長度。

在這個復合體中有大概60個群集, 甚至我們所在的室女座超星系團的質素也不過只有它的0.01%, 而拉尼亞凱亞超星系團與其他4個超星系團共同組成了這樣一個巨大的復合體。

但是雙魚-鯨魚座超星系團復合體也並非是人類發現的最大的復合體, 除它以外,科學家們根據現有的科技,還得到了5個比雙魚-鯨魚座超星系團復合體還要更加誇張的結構。

比如由星系團形成的一堵如同墻體一般的結構——史隆長城,足有13.7光年長。 最大的則是武仙-北冕座長城,最大的長度甚至有100億光年左右, 人類甚至無法明白它是如何形成的。

人類迄今為止窮盡科技手段, 理論上所能夠觀測到的宇宙直徑為930億光年,在這樣的範圍中,類似銀河系大小的星系甚至最少都有20000億個, 但是這還不算是宇宙所有的空間,而是——人類科技下所能夠觀測到的空間。

這並且可能也不過是龐大宇宙的一個小角落而已, 就像是地球之於銀河系,也如同銀河系之於室女座超星系團,每一次我們都以為這樣的大小已經足夠了,卻總能發現更加遙遠更加驚人的事實。

結論

科學家們發現, 宇宙還在不停地膨脹,它或許根本就沒有邊界,而是無窮無盡的廣度。 也有科學家們認為,在我們所在的宇宙之外,或許還有另外的宇宙,好比是我們身處在銀河系, 銀河系外還有仙女星系。

但是宇宙到底是什麽樣子的,人類的科技實在是太有限了,我們根本無法得知。 我們的太空技術發展至今,也不過才過去了短短幾十年,雖然發展的速度緩慢,但也在不斷進步。

我們也無需妄自菲薄,也沒必要覺得前路渺茫,或許現在的太空科技相對來說還比較落後, 但是我們也相信,千年萬年以後,總有一天我們能突破極限,探索更加深奧的真相。