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從古至今人類一直都在不斷的研究和探索世界的奧秘,古代由于人類的科技不夠強(qiáng)大,所以古人認(rèn)為地球就是唯一的世界,在原始社會(huì)到農(nóng)業(yè)文明早期,人類對(duì)世界的認(rèn)知局限于雙腳可及的范圍,原始部落以聚落為中心,活動(dòng)半徑通常不會(huì)超過10公里,古埃及人將尼羅河兩岸視為世界全部,認(rèn)為河流之外是無盡沙漠;中國先秦時(shí)期的“天下”概念,最初也僅指代黃河中下游的中原區(qū)域,《尚書》中“方五千里”的記載,正是當(dāng)時(shí)人對(duì)“世界大小”的直觀判斷。到了公元前6世紀(jì)后,隨著游牧、航海和貿(mào)易發(fā)展,人類開始突破生存圈,認(rèn)知邊界首次大幅度擴(kuò)張,古希臘航海家通過地中海航行,發(fā)現(xiàn)不同地區(qū)的星空、氣候存在的差異,更關(guān)鍵的突破是球形大地理論的提出。 15世紀(jì)至17世紀(jì),大航海時(shí)代徹底改寫了人類對(duì)世界大小的認(rèn)知。此前,歐洲人認(rèn)為“世界以歐洲、亞洲、非洲為主體,大西洋和太平洋是無盡的海洋”;1492年哥倫布橫渡大西洋抵達(dá)美洲,1519-1522年麥哲倫船隊(duì)完成首次環(huán)球航行,用實(shí)踐證明“地球是球形,海洋可以連通”。17世紀(jì)望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明,讓人類的認(rèn)知突破“地球”,邁向宇宙。伽利略通過望遠(yuǎn)鏡觀測木星衛(wèi)星、月球表面,證明“地球不是宇宙中心”;哥白尼“日心說”的普及,讓人類意識(shí)到“地球只是太陽系中的一顆行星”,而太陽系的大小遠(yuǎn)超想象——1846年海王星的發(fā)現(xiàn),證實(shí)太陽系邊界至少延伸至30天文單位(1天文單位約1.5億公里)。 現(xiàn)在根據(jù)科學(xué)家的研究我們能夠知道,太陽系的邊緣在奧爾特星云,只有飛出奧爾特星云才算是真的飛出了太陽系,對(duì)于人類來說,太陽系已經(jīng)非常大了,但是它也只是銀河系的一小部分,從核心尺度來看,銀河系的主體結(jié)構(gòu)呈“圓盤狀”,即“銀盤”,其直徑是描述大小的核心指標(biāo)。通過測量銀盤內(nèi)“造父變星”(亮度周期性變化的恒星,可作為“宇宙量天尺”)的距離、以及追蹤中性氫氣體的分布,天文學(xué)家測算出銀河系直徑約10萬-18萬光年,主流觀點(diǎn)更傾向于10萬-12萬光年。這意味著,即便以光速穿越銀盤,也需約10萬年才能從一端抵達(dá)另一端。除了可見的銀盤之外,銀河系還存在更加廣闊的銀暈,包裹在銀盤外圍的球形區(qū)域,由稀疏的恒星、星團(tuán)和暗物質(zhì)構(gòu)成。銀暈的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過銀盤,其最外層的直徑能夠達(dá)到40萬光年。 對(duì)于人類來說,銀河系已經(jīng)是非常廣闊的一個(gè)區(qū)域了,但是在宇宙面前,它也只是一粒塵埃,銀河系的外面還有本星系群,本星系群是銀河系所屬的小型星系集團(tuán),其大小需結(jié)合“空間范圍”與“成員分布”定義,目前科學(xué)界通過星系距離測量,已明確其核心尺度與邊界特征。從核心尺度來看,本星系群的范圍以“引力束縛邊界”為劃分標(biāo)準(zhǔn)——即所有受集團(tuán)總引力影響、圍繞共同質(zhì)心運(yùn)動(dòng)的星系,均屬于其范疇。通過測量成員星系間的距離,天文學(xué)家確定其直徑約1000萬光年,核心區(qū)域則集中在銀河系與另一大星系“仙女座星系(M31)”附近,兩者相距約254萬光年,是本星系群內(nèi)最主要的兩個(gè)“引力核心”。根據(jù)科學(xué)家的研究發(fā)現(xiàn),本星系群包含了大約50個(gè)已知星系,其中有銀河系子群,仙女座子群等等。 然而在本星系群的外面,還有更加廣闊的星系,它就是室女座超星系團(tuán),從空間范圍來看,室女座超星系團(tuán)的核心區(qū)域是一個(gè)包含了大約2000個(gè)星系的密集星系團(tuán),根據(jù)科學(xué)家的計(jì)算得出,它的直徑大約是1.1億光年,這就意味著,即使以光速穿過整個(gè)超星系團(tuán),也需要大約1.1億年的時(shí)間,從成員分布看,室女座超星系團(tuán)的結(jié)構(gòu)呈“中心密集、外圍松散”的特征:核心層:以室女座星系團(tuán)為核心,這里星系密度極高,包含M87(一個(gè)中心存在超大質(zhì)量黑洞的橢圓星系,曾被人類首張黑洞照片捕捉)等著名星系,距離銀河系約5500萬光年;外圍層:圍繞核心分布著數(shù)十個(gè)“子星系群”,除了人類所在的本星系群,還包括“大熊座星系群”“獅子座星系群”等,這些子群像“衛(wèi)星”一樣圍繞室女座星系團(tuán)旋轉(zhuǎn),彼此間距離可達(dá)數(shù)千萬光年。 邊界模糊性:由于超星系團(tuán)外圍的星系群亮度低、引力束縛較弱,目前尚未完全確定其絕對(duì)邊界,部分天文學(xué)家認(rèn)為其實(shí)際范圍可能更大,只是現(xiàn)有觀測技術(shù)難以捕捉最外圍的稀疏成員。室女座超星系團(tuán)的發(fā)現(xiàn),不僅僅讓人類明確了銀河系在宇宙中的具體位置,更推動(dòng)了天文學(xué)對(duì)宇宙大尺度結(jié)構(gòu)的探索,在室女座超星系團(tuán)的外面,還有拉尼亞凱亞超星系團(tuán),從空間尺度來說,拉尼亞凱亞超星系團(tuán)的直徑大約是5.2億光年,是室女座超星系團(tuán)的5倍左右,從成員來看,它并非單一緊密結(jié)構(gòu),而是由多個(gè)子超星系團(tuán)以及大量星系群、星系團(tuán)組成的松散集合體,其核心包含三大超星系團(tuán):人類所在的室女座超星系團(tuán)、“長蛇-半人馬座超星系團(tuán)”,以及“孔雀-印地安座超星系團(tuán)”。 此外,還包裹著數(shù)十個(gè)中小型星系群,如本星系群、大熊座星系群等,總成員星系數(shù)量保守估計(jì)超過10萬個(gè),整體呈“纖維狀”松散分布,邊界因引力束縛較弱而存在一定模糊性。這個(gè)星系團(tuán)是在2014年的時(shí)候被天文學(xué)家通過分析星系運(yùn)動(dòng)軌跡首次確認(rèn)其存在,它的發(fā)現(xiàn)讓人類重新定義了自身在宇宙中的位置。雖然對(duì)于人類來說,它已經(jīng)非常廣闊了,但是站在宇宙的尺度上來看,它還是顯得非常渺小,要知道,現(xiàn)在人類能夠觀測到的宇宙直徑大約是930億光年,這還不是宇宙的全部范圍,要知道我們的宇宙現(xiàn)在到底有多大?目前科學(xué)家也不知道答案,畢竟超過這個(gè)范圍我們就觀測不到了,宇宙或許比我們想象的還要大很多。 那么如果我們將銀河系的直徑縮小為1米,那么等比縮小的宇宙到底有多大?根據(jù)科學(xué)家的研究發(fā)現(xiàn),本星系群的直徑大約是1000萬光年,按照比例縮小以后,其跨度將達(dá)到10米,在微縮宇宙中,銀河系和仙女座星系這對(duì)鄰居,相距僅僅是2.5米,遠(yuǎn)比實(shí)際中254萬光年的距離更顯親密,繼續(xù)放大視野,本星系群又隸屬于室女座超星系團(tuán),后者直徑約1.1億光年,對(duì)應(yīng)微縮尺度下的110米。此時(shí),銀河系已化作一個(gè)直徑1米的圓盤,嵌在直徑110米的“星系團(tuán)城市”中,星系間的“街道”雖空曠,卻以引力為紐帶緊密相連。更宏觀的宇宙結(jié)構(gòu),更是將這種尺度的震撼推向極致。拉尼亞凱亞超星系團(tuán)直徑約5.2億光年,在微縮模型中占據(jù)520米的范圍。 若將可觀測宇宙比作體育場,拉尼亞凱亞超星系團(tuán)便是其中一片直徑520米的“星系群島”,銀河系則是群島中直徑1米的“小島”。而整個(gè)可觀測宇宙中,類似拉尼亞凱亞的結(jié)構(gòu)多達(dá)數(shù)萬個(gè),它們?nèi)缤⒙湓隗w育場內(nèi)的星系“大陸”,彼此間隔著廣袤的“宇宙荒漠”——這些“荒漠”對(duì)應(yīng)實(shí)際中數(shù)億光年的空洞區(qū)域,在微縮模型中也有數(shù)十米的寬度。同比縮小的宇宙尺度也顯得很小,但是這里需要注意的是,我們的宇宙在不斷的膨脹當(dāng)中,現(xiàn)在我們能夠觀測的宇宙直徑并不是宇宙的全部,如果說我們的宇宙一直膨脹,即使我們同比縮小宇宙,那么對(duì)于宇宙本身來說,也還是無限大的,畢竟宇宙膨脹還在加速當(dāng)中。 更值得深思的是,可觀測宇宙之外還有更廣闊的未知。當(dāng)前觀測技術(shù)受限于宇宙年齡和光速,我們只能看到“光錐”范圍內(nèi)的宇宙,而實(shí)際宇宙的尺度可能遠(yuǎn)超可觀測范圍,甚至可能是無限的。若將這一無限宇宙按比例縮小,其模型也將是無限的,這超越了人類對(duì)“尺度”的常規(guī)想象,卻恰恰體現(xiàn)了宇宙的本質(zhì):無論在何種尺度下,它都保持著“浩瀚”與“未知”的屬性。目前科學(xué)界最主流的解釋是暗能量 的存在,它占據(jù)了宇宙總質(zhì)能的約68%,是驅(qū)動(dòng)宇宙加速膨脹的關(guān)鍵力量,從本質(zhì)來看,暗能量并非傳統(tǒng)意義上的“物質(zhì)”,而是一種彌漫在全宇宙的、具有“負(fù)壓強(qiáng)”的能量形式。根據(jù)愛因斯坦廣義相對(duì)論,能量會(huì)產(chǎn)生引力,而暗能量的負(fù)壓強(qiáng)會(huì)形成“排斥性引力”。 這種排斥力抵消了星系、星系團(tuán)等物質(zhì)之間的引力,甚至逐漸占據(jù)主導(dǎo),導(dǎo)致宇宙空間不斷被“拉伸”,且拉伸速度越來越快。這就意味著我們的宇宙空間將會(huì)變得越來越廣闊,隨著宇宙加速的膨脹,距離地球較遠(yuǎn)的星系會(huì)越來越快的遠(yuǎn)離我們,最終超過可觀測宇宙范圍,這一過程會(huì)導(dǎo)致人類的宇宙視野逐漸收縮,數(shù)億年以后,我們將無法觀測到銀河系所在的拉尼亞凱亞超星系團(tuán)之外的星系,再過幾十億年,本星系群之外的星系也會(huì)全部消失,最終宇宙會(huì)膨脹到什么程度?目前科學(xué)家也不知道,科學(xué)家還在積極的研究當(dāng)中,有一些學(xué)者認(rèn)為,宇宙不可能一直膨脹下去,總有一天我們的宇宙會(huì)開始收縮。 不過小編認(rèn)為,宇宙浩瀚而神秘,在宇宙中可能隱藏著很多我們不知道的奧秘,人類作為地球上最有智慧的生命,人類的科技在不斷的進(jìn)步和發(fā)展,只要人類能夠一直堅(jiān)持下去,人類對(duì)宇宙的認(rèn)知將會(huì)越來越多,到時(shí)候或許我們真的能夠解開宇宙全部的奧秘,小編希望人類能夠早日實(shí)現(xiàn)自己的夢想,對(duì)此,大家有什么想說的嗎? ![]() |
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