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有一个地方，我们生活在其中，但它却是我们最缺乏了解的地方。现在我们对它的了解比起几百年前，已经多了许多，但仍然只是冰山一角，关于它大部分学说都还只是猜想，没有办法证实。 这个地方就是宇宙。 古人发明宇宙这个词时，说“宇”是空间的总称，“宙”是时间的总称，宇宙二字合起来就是古往今来和四方上下。用这个词汇来概括简直是太准确了，因为现在科学家认为，我们在地球上看到的星空，实际上是时间和空间的混合。为什么会这么说呢？古人难道早就有所感应吗？ 另外，在这么浩瀚无垠的宇宙之外，还有没有别的东西存在呢？我们又要如何探索宇宙之外的世界呢？宇宙有没有尽头呢？ 今天我们就来聊聊宇宙的那些事。新来的朋友不妨点个关注，我们继续往下看。 宇宙到底有些什么东西？ 一般说故事，我们都要从开头说起。但宇宙的故事可不一般，我们到现在都还不能确定宇宙的诞生究竟是怎样的，只能从现在的宇宙构造和形状推测，所以，我们首先得来看看现在的宇宙是什么样的。 宇宙中包含各种各样的星体。我们居住的地球就是行星，太阳系内有八大行星，按与太阳的距离排序分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。有些朋友应该还记得，以前都说太阳系内有九大行星，那是因为距离我们最远的冥王星被国际天文学联合会踢出了行星行列，降级为矮行星。直到现在，这项决议都还有争议。 行星围绕恒星运动，卫星则围绕行星运动。我们最熟悉的恒星与卫星就是太阳和月亮。 目前人类抵达过的最远的星体就是月球。 月球距离地球约有38万4400公里。这个距离有多远呢，让我们来找个参考物吧。地球赤道的周长是4万76公里，沿赤道绕地球一周的距离已经相当遥远了，从地球到月球的距离则是其9.5倍之多。而其他星体离我们更加遥远，宇宙的广阔可见一斑。 地球与太阳的距离则达到了150万公里。我们所在的星系以太阳为中心，这便是我们最熟悉的太阳系。在太阳系之外则是银河系。银河系是由太阳等无数颗恒星组成的恒星集团，目前，我们能观测到最远宇宙就是银河系，但我们还从未突破过太阳系。 1977年，美国发射了“旅行者1号”探测器，目的是为了探索木星、土星、天王星和海王星。在完成土星的拍摄后，NASA说旅行者1号的任务已经变成星际探索，为了探清太阳系的边界旅行。 四十四年过去了，旅行者一号已经距离地球227亿公里，但按它现在的飞行速度，距离突破太阳系的边界还有33年时间。据分析，旅行者一号的能源将会在2025年耗尽。不知道我们有生之年还能不能看到下一代飞行器完成这个目标。 太阳系之外的距离就不能再用公里去衡量了，而要用光年。光年是一种距离单位，指的是光每秒约 30 万公里的速度传播一年所走过的距离。1光年大致等于 9.46 万亿公里，相当于地球赤道周长的 2.365 亿倍。 为什么不能再用公里了呢？我们来听听这个距离。离我们最近的另一颗恒星是比邻星，它到太阳系的距离是4.25光年。如果用上面的比例换算成公里，可能念完这个距离，我们的视频就要结束了。宇宙的广阔就是这么不容置疑。 由于光从比邻星传播到地球就需要4.22年，因此当比邻星的光抵达地球时，比邻星上的时间已经过去了4.22年，我们无法观测到同一时刻比邻星上的情况。这种“延迟”情况在宇宙内比比皆是，当我们看到某颗星星时，说不定它早已毁灭，我们看到只是数万年前它发出来的光芒。 光在恒星与星系间的传播时间已长到不可忽略的地步。所以科学家才说，我们在地球上看到的星空，实际上是时间和空间的混合。古人对“宇宙”的概括在千年后显得更加精妙。 那么，宇宙究竟有多大呢？ 宇宙的原始状态是什么样子？ 目前，人类发射的普朗克卫星可以观测到138亿光年内范围的宇宙。这也意味着，我们所能观测到的宇宙历史也是138亿光年前。但科学家们却不敢认定宇宙的大小就是这么大。 因为，在讨论宇宙的大小前，我们还得确定宇宙的形状是怎样的。 古代中国人认为宇宙的形状是天圆地方，西方则认为人类生活在一个以地球为中心的、等级有序的宇宙中。后来，我们都知道，哥白尼中世纪时证明了日心说，这是人类关于太阳系真面目的初步认识。 奠定了近代物理学体系基础的牛顿则提出了更广阔的宇宙模型，他认为宇宙一直处于当前状态，是静止不变的，因此也就不存在“诞生”的问题。几个世纪后的爱因斯坦也这么认为。 但1929年天文学家哈勃观测到的天文现象和他们的理论是矛盾的。原来我们观测到的其他星系一直在远离地球，也就是说宇宙是在持续延展的，这就是宇宙的膨胀。 既然宇宙一直在向外膨胀，那我们不难推测出很早以前宇宙是没有这么广阔的，最初的时候，宇宙的所有物质可能都聚集成一点，后来在“大爆炸”中诞生了现在的宇宙模样。 这就是现在被广泛接受的宇宙大爆炸假说。按照这个假说，宇宙最初的模样是一个温度极高、压力和物质密度极大的混沌火球，科学家称这种形态为“宇宙蛋”。这又和中国古代《盘古开天辟地》传说中的混沌世界非常相似。大爆炸后，宇宙急剧膨胀，形成了一个个星团云，星团云内部又进一步分裂，形成了许多恒星，而恒星周围的剩余物质则形成了围绕恒星运转的行星。 太阳系这样的只存在一颗恒星的星系被称为“单恒星星系”，实际上单恒星星系是很稀有的，大部分星系都是双恒星甚至三恒星系统，就像小说《三体》中描绘的那样。 宇宙中还存在一种特殊的星团，叫做球状星团，由成千上万颗恒星组成，数量多的，甚至能达到十万颗的数量。这些恒星通常质量很小，也就是说它们发出的光很暗淡，但也因此能存活很长时间。根据推测，宇宙最早的一批恒星就藏在球状星团中。根据观测，最古老的恒星寿命超过110亿年，这也意味着宇宙的年龄已经超过110亿年。太阳系还是非常年轻的成员。 这就是现在宇宙内部的模样。 但大爆炸后的宇宙外形又是怎样的呢？我们目前的观测水平还很有限，就像是《坐井观天》的那只青蛙想弄清天空是什么样的，因此科学们也只能继续猜测。 一种宇宙模型形状类似薯片，看似是无限延展的平坦形状，实际上中心是同时向上向下弯曲的，就像薯片上炸出来的小泡泡。还有一种奇特的宇宙模型是妙脆角形状的，提出这种模型的科学家认为宇宙大爆炸是不完全的，因此宇宙的某个方向没有能形成大范围空间，另一端却在无限膨胀，这就造成了这种妙脆角形。 这两种模型听起来有些不可思议，但都可以解释一些宇宙中难以解释的问题起源。 现在大多数科学家支持的宇宙模型则是球形的。这个球不一定是个完美的球形，它可能就像地球一样是不规整的椭圆。根据这个理论，科学家推测“宇宙有限，但没有尽头”，这就意味着，宇宙也和地球一样，虽然外部观察中空间是有限的，但因为球形的形状，我们永远走不到尽头，可以一直围绕圆周无限地旅行。而宇宙又不同于地球表面，是一个三维空间，因此从这个球体中的任何一点出发，不管从上下左右前后哪个方向前进，我们找不到边缘，但可以回到原来的出发点。 除此以外，还有科学家认为宇宙形状是甜甜圈形、克莱因瓶等奇特的形状，现在提出的宇宙模型五花八门。宇宙究竟是什么形状，恐怕还是得从外部观测才准确吧。 那又涉及到一个问题，宇宙之外是什么呢？ 宇宙有尽头吗？宇宙之外又是什么东西呢？ 实际上，有些科学家认为不存在宇宙之外的时空，因为宇宙是在持续膨胀的。但也有人认为宇宙之外还有更高等级的外宇宙，我们的宇宙就像一个小小的细胞，而外宇宙是一个更严密的组织。也许我们一直寻找的智慧生物就在外宇宙。还有科学家认为宇宙是多维空间，在这个宇宙之外还存在许多平行宇宙。 前面提到，目前我们可以观测到宇宙范围也就只有138亿光年内的范围，我们连全面观测银河系宇宙都还做不到，太空探索之旅还没有飞出太阳系，人类的足迹也才到月球。 所以，很遗憾，无论宇宙之外是什么，按照人类的科技发展趋势，大概在太阳系终结前，我们都探索不到了。 不过，也许某一天会出现科幻电影的情节，会有外星生命突然降临地球和我们共享智慧呢？虽然现在我们已经基本能确定太阳系内不存在外星生命，但宇宙如此浩瀚，还可能有超越宇宙的时空存在，存在外星生命的可能性也是很高的。 你认为人类有希望探测出宇宙的真实模样吗？留下评论告诉我们吧。 |
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