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宇宙有多大?假設銀河系直徑只有1米,同比縮小後的宇宙有多大?

2024-03-30科學

相對於地上的沙粒來說,人類如此巨大,但在更大的珠穆朗瑪峰面前,人類就如同沙粒,如果對比整個地球, 人類甚至連沙粒都不如。

【無數人想要征服這座山峰】

但是 地球僅僅是整個宇宙結構當中,微不足道的存在, 因為宇宙實在是太浩瀚了,如果將銀河系的直徑認為是1米,那麽整個可觀測宇宙的直徑就足夠930公裏!

我們真實存在的宇宙究竟有多大,沒有人說得清楚。

宇宙大爆炸

在近現代時期,比利時牧師、物理學家喬治·勒梅特率先提出了 宇宙大爆炸理論 ,它認為如今人類生活的宇宙誕生於一顆極小的點,這個學說也被稱為「原聲原子的假說」。

這個點的質素無限大,但是體積卻無限小,甚至比我們在微觀世界當中認知的最小分子更小,然而就是這樣的存在,誕生了我們如今浩瀚的宇宙。

根據2010年,科學家從廣義相對論結合宇宙大爆炸假說推斷出的結果來看,我們如今的宇宙誕生於 大約133億到139億年前。

一場史無前例的大爆炸席卷而來,在幾分鐘後宇宙溫度降低到了大約10億克耳文的量級,各種分子結構散射出去,在幾十億年之後逐漸形成了部份結構。

有的物質聚集起來,形成恒星,恒星的光芒和熱量又進一步推動了恒星群的演變,一顆顆行星圍繞恒星轉動,成為恒星系。

行星又催動了衛星的變動,一環扣一環,基本上形成了如今我們宇宙的雛形。

人類和宇宙的對比相差究竟有多大? 我們可以從自身開始,一點點地往外輻射。

一位成年男性的身高在1.7米左右,世界上最大的動物藍鯨,最長紀錄約為33.5米,相當於將近20個成年男性長度。

世界上最高的山峰珠穆朗瑪峰高度約為8848.86米,藍鯨在它的面前就是一顆「小藍豆」。

如果將珠穆朗瑪峰倒栽到世界上最深的海溝,馬利安納海溝,它竟然無法完全浸透。

後者的 最大深度11034米, 該處的大氣壓強極為恐怖,能夠將一輛小汽車瞬間壓扁。

但是相比整個地球來說,不管珠穆朗瑪峰還是馬利安納海溝都「微不足道」。

地球的直徑約為12742公裏,赤道長度40075公裏,在這顆蔚藍色星球上,生活著80多億人口!以及數不清的自然界生物。

以「小」見「大」

從地球的尺度開始,一個個駭人聽聞的結構將陸陸續續出現在這裏。

在太陽系內, 最大的行星是木星 ,它的半徑約為地球的11倍,質素是地球的317倍。

在電影【流浪地球】當中,地球曾因為太靠近木星,受到其重力影響,差點發生碰撞。

木星也是一顆極為恐怖的行星,這顆行星屬於氣態行星,沒有巖石表面,當中以氫氣為主,據科學家猜測,內部可能有上十億大氣壓強,是馬利安納海溝最深處的100萬倍還多。

太陽系當中最大的結構當屬太陽, 其直徑足有1.392×10⁶ 公裏 ,質素占據整個太陽系的99.86%。

你可能很難想象,如此大的天體結構,每秒鐘都要燃燒數以百萬噸的「燃料」。

但太陽僅僅是宇宙萬億恒星當中,中等體型大小的一類,其中盾牌座UY是人類迄今為止,已知的最大恒星。

盾牌座UY的半徑約為 太陽的1708倍,體積是太陽的50億倍

如果你覺得恒星已經足夠大了,那對於宇宙的認知還是不夠,目前人類認識到的最大黑洞名為SDSS J073739.96+384413.2。

它的質素約為太陽的1040億倍,其邊界大到令人難以想象,無時無刻在吸收著周圍的物質,甚至連光都無法逃脫。

在簡單認識宇宙的一些大型天體之後,再來看看更大的天體結構是怎樣的。

太陽系直徑約為100個天文單位 (以日冕層為界限),大約是150億公裏,僅有一光年的千分之三。

如果以奧爾特雲為界限,那麽太陽系的直徑約為20萬個天文學單位,最大半徑約有2光年。

太陽系僅僅是銀河系中極小的組成部份,它距離銀河系中心約2.4萬到2.6萬光年距離,圍繞著銀河系中心,以每秒220公裏的速度運動,圍繞銀河系旋轉一周需要2.5億年!

換句話說, 上一次太陽系轉到這裏的時候,恐龍都還沒有出現。

銀河系的直徑約為10萬光年,在巨大的天體結構當中,包含有像太陽一樣的,數以億計的恒星。

一山更有一山高

仙女座星系比銀河系更大,它的直徑約為22萬光年,科學家預測未來兩個星系可能發生融合碰撞。

但是你能想象嗎?在我們已經知道的宇宙當中,包含 有無數的「銀河系」和「仙女座星系」。

本星系群的直徑約為1000萬光年,它包括了大約50多個銀河系在內的成員星系。

本星系群又被室女座超星系團所包括,它的直徑約為1.1億光年,是可觀測宇宙當中,數以百萬計的超星系團中的一個。

目前,可觀測宇宙的半徑約為465億光年,直徑約為930億光年。

如果把銀河系的直徑比作1米的話, 那麽可觀測宇宙的直徑就有930公裏。

1米相當於成年男性的一步,假設一個人能一步能夠走10萬光年,那麽他需要93萬步,相當於254個小時,換算下來10.7天。

當然,不可能有人,也不會有飛行器能夠達到這種程度,人類對於宇宙的了解將長時間停留在理論層面。

參考資料:

【1】鄭家慶. 恒星攝動與奧爾特雲的動力演化.【天文學報】,1989

【2】吉尼斯世界紀錄有限公司.吉尼斯世界紀錄大全2023.遼寧少年兒童出版社.2023年1月第1版

【3】王錚. 太陽系的小行星主要分布在哪些地方?[J]. 太空探索, 2019(1):69-69.