已知宇宙是个什么样子 ? 它究竟有多大?困扰了人们几千年。
远古时期,先民们的认识很幼稚。我国古代有盖天说、渾天说和宣夜说。盖天说认为天地如同心球穹状(半球状),天和地相距8万里。渾天说认为:“渾天如鸡子,天体圆如弹丸,地如鸡子中黄,孤居于天内,天大而地小。天表里有水,天之包地,犹壳之裹黄。”指出了宇宙如球状;“宇之表无极,宙之端无穷。”即空间上无边无际,时间上无始无终。宣夜说的天,是无边无涯茫茫之气,日月星辰是发光的气,在天的“气”中漂浮游荡。《淮南子·原道训》注:“四方上下曰宇,古往来今曰宙,以喻天地。”可解释为天地万物的总称,包括空间与时间。那个时代,当然无法理解宇宙的大小。
在物质结构空间尺度上,我们已知物质世界至少跨越了42个数量级:从夸克、轻子、中间玻色子10(负16次方)米,到总星系半径(即哈勃半径)10(26次方)米。为研究之便,通常把物质分为微观、宏观、宇观等领域。探索宇观世界是当代自然科学的前沿之一。
现代科技发展很快,科学家发现了100多亿光年之外的天体。
这里假设已知宇宙是一个以100亿光年为半径的球状空间。这个球有多大呢,咱们做个模型。地球直径12,700多千米,假定是一粒直径3毫米的绿豆。最近的伴侣月球,距我们384,400千米;为我们提供热量能源使万物得以生长的太阳,距地球149,600,000千米。在模型上它们成了小米和篮球,分别在距离绿豆9厘米和5米处。不久前被开除出九大行星的冥王星,在1400多米开外。实际上,太阳光跑5个多小时才到它那里。
最近的恒星叫比邻星,距离我们4.22光年。在模型上,中国版图上没有它的位置了,它离绿豆9,400千米。从北京往西,不知到欧洲什么地方了。我们都熟悉的织女星和北极星都不是远邻居,它们离绿豆分别6万千米和100多万千米。在模型上,实际都在地球之外了。
银河系中心区域(位于人马座)
太阳系就在银河系中,(顺便说一下,有些谈科普的文章说“飞向银河系”之类,错了,其实蛙就在井里。)我们无法凭直觉把它看清。银河系直径10万光年,在我们的模型上,直径约220,000,000千米,比地球到太阳的距离还长,大约相当于太阳到火星的距离。
银河系邻居——仙女星系,距离我们220万光年。
银河系近邻居——大麦哲伦云和小麦哲伦云,距我们分别为16万和19万光年。
银河系是星系层次的天体结构,已经发现了1,000多亿个星系(也有说有4,000多亿个星系)。100亿光年的类星体距绿豆20多万亿千米,即20,000,000,000,000多千米,或者说2光年之外。以太阳系当做模型也容不下了,它恰好位于太阳与比邻星距离的中点上。
地球年龄46亿年,我们今天看到它们的光芒,是100多亿年前发出的。光在太空中以每年9.46万亿千米速度疾驰,度过漫长的五、六十亿年,地球诞生了。光继续前进,又过去了46亿年。这期间,地球上渐渐孕育了生命,生命发展、成长、旺盛,出现了人类,出现了文明。而这光终于到了地球,被科学家们见到。
假如,就在此刻它突然熄灭了,而我们得知这一信息时,地球和太阳可能已经不存在了。
遥远的星系。
在这个模型上,我们假设的这个球状空间和地球的直径比:
4,250,000,000,000:1
这个球状空间和地球的体积比:
770,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000:1
必须说明几点:
1、宇宙的形状可能是马鞍形的、平坦形的或者别的什么形状的等等。
2、可能有多个宇宙,可能有平行宇宙、子宇宙、孙宇宙等等。
3、已观测到的最远天体不止100 亿光年。有人————说,也有可能超过1,560亿光年。
4、不要误解星空在宣扬“地球中心论”。我只是说明宇宙之大,我的模型不是宇宙模型理论。有兴趣的朋友不妨查看稳恒态宇宙模型、暴涨宇宙模型、大爆炸学说、超弦理论等等。
5、没有人生渺小、悲观厌世之意,千万别误解。我们还应当珍视生命,把握今生。
暴涨中的宇宙
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为《已知宇宙有多大》补充第六点说明
(2010-09-0620:47:22)根据大爆炸理论,宇宙在加速膨胀,在星系尺度上的任意两天体之间的距离不断增大。除了天体的运动,还有空间自身扩张。如类星体PHL957距离我们119亿光年,而我们能够看到的是它111亿年前的样子。也就是说,它发出的光只走了111亿年。
8亿年的差额不是因为它的空间运动,而是由于空间膨胀造成的。