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天文學家發現,幾乎所有星系都在遠離地球,難道我們在宇宙中心?

2024-08-27科學

自牛頓至愛因斯坦,皆主張宇宙呈穩恒態,意即其大小無變化。然而,1929 年天文學家哈伯憑借星系紅移數據,揭示出宇宙中絕大多數星系均在遠離地球,證實宇宙並非穩恒態,實則處於膨脹之中。

在上世紀 90 年代,宇宙膨脹被進一步認定為加速膨脹,導致這一現象的主因是占宇宙 70%的暗能量,而且距離地球越遠的星系,其遠離地球的速度也越快。

然而,鑒於光速僅為每秒 30 萬公裏,來自遠方星系的光並非總能在當下被我們所觀測到,於是便形成了一個特殊的時空範疇,即所謂的可觀測宇宙。其以地球作為觀測核心,呈現為一個半徑 465 億光年、直徑 930 億光年的球形時空,亦稱作哈伯體積。

在此範疇中,鑒於我們是於地球上朝周遭進行觀測,因而能夠察覺大部份星系均在遠離地球,然而置於整個宇宙的範疇內,地球並非處於中心位置。

當下哈勃望遠鏡所測定的宇宙膨脹速率為每 326 萬光年 67 公裏每秒,此速度實則不快,甚至在數百萬光年的範疇內尚不及重力,故而仙女座星系方可在膨脹的宇宙中,於未來與銀河系相撞,真正受宇宙膨脹速度作用的,乃是距離銀河系數千萬光年之上的那些星系,其發出的光亦需更久方能抵達地球。

從嚴格的意義上講,倘若星系與地球的間距超出 145 億光年,那麽宇宙膨脹的速率便會超越光速,這表明該星系所發出的光線,始終只能處於行進途中,永遠無法抵達地球,此星系也就與我們毫無關聯,借用【三體】裏的表述即:星系處於地球的光錐之外。

倘若暗能量所占比例確為 70%,未來宇宙的膨脹速率將會愈發加快,最終所有星系皆會退至地球光錐以外,屆時銀河系將成為可觀測宇宙中唯一的星系,並且由於宇宙超光速膨脹,銀河系內恒星間的距離也會日益疏遠,最終致使銀河系解體。

在宇宙的範疇中,物質密度的這般下降,終將致使宇宙內的每一顆恒星、每一顆行星以及每一顆原子被撕裂,到那時,整個宇宙將不再有任何物質存在。

然而,大撕裂起碼是以數萬億年計的,距我們極為遙遠。37 億年後仙女座與銀河系的碰撞,50 億年後太陽膨脹為紅巨星,這些實則都不切實際。真正與當下的我們緊密關聯的,實乃月球與火星的開發、地球的氣候變遷,抑或是近地小行星帶來的威脅。

上述宇宙中的此類突發事件,均存在於短期內將人類文明自宇宙消除的可能,此即費米悖論中的大過濾器。至於外星文明,或許下一秒便駕乘光速飛船躍遷至地球周邊,亦或許永遠不會涉足地球。