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如果地球只有4厘米,等比缩小的宇宙有多大?宇宙真的太大了!

2021-09-20  火星科普

在太阳落山后一个半小时,好奇号漫游车在火星上拍摄了一张夜空照片,其中可以看到一颗不起眼的小亮点:

这就是我们的地球,我们所有人都在这颗星点上。当时,地球距离火星约1.6亿公里,与日地距离相近。如果放大照片,可以看到地球下方还有一个小亮点,这就是月球:

仅仅是在一亿多公里外,我们的地球已经显得非常渺小,只是天空中的一颗星星,与其他星辰相比,看起来没有什么特别之处。而相对于动辄几万光年、几十亿光年的浩瀚宇宙,地球更是渺小到尘埃里。

我们可以换个角度来对比一下地球之小,宇宙之大。如果把地球缩小成乒乓球那么大,整个宇宙也等比例缩小,那么,太阳会是多大?太阳系、银河系会有多大?宇宙又是多大呢?

首先,取乒乓球直径为4厘米(目前标准的乒乓球直径略大于4厘米)。平均直径为12742公里的地球缩小为原来的1/318,550,000(缩小3亿多倍)之后,直径就变为了4厘米。

如果把整个宇宙按照相同的比例缩小后,太阳的直径为4.368米,这要比地球大得多。月球将位于1.19米之外,而太阳则远在469米之外。在如此远的距离外,太阳的引力仍能束缚住地球,太阳的炙热也给地球带来了温暖。

与宇宙中的巨型恒星相比,太阳也只能相形见绌。位于猎户座的参宿四,它的直径可达3337米。曾经的“恒星之王”盾牌座UY,它的直径高达7460米。而现在已发现的最大恒星斯蒂芬森2-18,其直径更是达到9391米。

在太阳系中,海王星是已知最远的行星,它与太阳相距14公里。44年前离开地球的旅行者1号是飞得最远的太空飞船,它位于72公里之外。太阳系的最外层结构是球壳状的奥尔特云,它的最内层距离太阳939公里。而最外层,即太阳系边界位于29700公里之外,这相当于真实地球直径的2.3倍。

这只是太阳系的大小,夜空中肉眼可见的星星几乎都是太阳系外的遥远恒星,比如织女星在74万公里之外,北极星在1286万公里之外,参宿二在5940万公里之外,海山二在2.2亿公里之外。

在银河系中,太阳系位于英仙臂与人马臂之间的猎户支臂上,这里距离银河系中心大约7.7亿公里,整个银河系的直径为55亿公里。在夜空中,朝着仙女座方向望去,可以看到一团暗淡的云雾,那其实是位于754亿公里外的仙女座星系。

银河系、仙女座星系及它们的卫星星系组成了本星系群,其直径为2970亿公里。本星系群属于室女座超星系团,该超星系团的直径为3.2万亿公里。室女座超星系团又位于拉尼亚凯亚超星系团之中,后者的跨度高达15.4万亿公里,这已经相当于1.6光年。

在这之外,还有更广更多未知的星系际空间。在297万亿公里(31光年)外,天文学家发现了宇宙最大结构——武仙-北冕座长城,其跨度可达297万亿公里。位于320万亿公里(34光年)之外,有一个直径达到3900亿公里的超大质量黑洞——TON 618,这是迄今为止已知最大的黑洞。已知最远的星系GN-z11,远在398万亿公里(42光年)之外。

由于光的传播速度是有限的,并且宇宙的存在时间也是有限的,所以导致我们所能看到的宇宙范围也是有限的,其直径约为2762万亿公里,相当于292光年。可观测宇宙不是宇宙的全部,未知的宇宙部分要大得多。

至于可观测宇宙之外的宇宙有多大,目前并不清楚,因为那里的光还没来得及到达地球,所以我们看不到。保守估计,整个宇宙的直径至少68亿亿公里,相当于72200光年。而根据宇宙平坦的几何结构来推测,整个宇宙很可能是无限大的。不管怎样,宇宙真的大到难以想象,即便大幅缩小宇宙的范围,仍然还是要用到光年来丈量大小。

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