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宇宙到底有多大 宇宙有多少个星系

时间:2020-12-08 13:12:51  

 

  宇宙有多大的问题,自古以来不断被人们思考过,人类也不断通过各种技术和方法从实际角度来解答这个问题。随着观测技术的进步,人类还在继续探究宇宙有多大,而结果也将越来越接近现实。

  当我们用天文望远镜观测星空时,我们逐渐认识到了宇宙不仅仅是由太阳及其周围的天体所组成的太阳系,它们其实只是银河系的一小部分。而夜空中的那些恒星距离我们其实都很近,银河系中还有很多恒星我们无法观测到。银河系是一个巨大的恒星集合体,即便以光速也需要10万年的时间才能跨越它。

  而在银河系之外,那里有深邃的宇宙空间,其中存在着大量的星系。我们通过望远镜看得越远,发现的星系就越多。在浩瀚的宇宙中,存在着数以千亿计的星系,其中一些遥远的星系发出的光经过几十亿年甚至上百亿年的漫长太空旅行才到达地球,所以我们现在看到的不是今天的样子,而是它们很久以前的样子,那时宇宙中还不存在地球,也没有太阳系。

  我们越往宇宙深处看,所发现的星系变得越来越年轻,它们是在宇宙诞生不久后形成。直到宇宙的最深处,我们再也看不到星系,只有那些波长很长的微波,那是宇宙最早的光。目前人类的观测技术无法再看得更远,而这几乎也已经是宇宙的尽头。

  根据目前的观测数据,最早的光出现在138亿年前。随着空间的膨胀,它们已经散播到整个宇宙中,最远到达距离地球465亿光年的地方,这是我们所认识到的可观测宇宙的大小。那么,宇宙究竟有多大呢?宇宙是不是无限的呢?

  上个世纪一些科学家提出了宇宙诞生于一场大爆炸中的理论,这个理论认为宇宙诞生于137亿年前的一场大爆炸,在这场大爆炸之前,宇宙是一个体积无限小,质量和密度无限大的奇点。137亿年前的某个时刻,奇点突然发生大爆炸,然后迅速膨胀,随着奇点的膨胀,宇宙的空间也一点点增大,直到今天,已经膨胀了137亿年了,并且还将继续膨胀下去。

  1929年,美国天文学家哈勃在观察星系的时候发现,那么离银河系比较远的星系,几乎所有的都在远离银河系,进一步观测发现,哪些离得越远的离开银河系的速度就越来越快。直觉敏锐哈勃知道这绝对不是简单的巧合,在排除了一系列的可能性之后,哈勃做出了一个惊人的论断:宇宙在膨胀。

  就在哈勃就宇宙膨胀一事做了报告之后,伟大的物理学家爱因斯坦才终于意识到原来宇宙并不是他所想的那样是永恒不变的,为了协调其广义相对论方程带来的宇宙是变化的这一其不愿意接受的结果,爱因斯坦不惜在其方程中加上一个宇宙常数,后来爱因斯坦晚年的时候承认这是他科学生涯中犯过的最大的错误。

  那么既然宇宙是膨胀的,那么总有那么一个时刻,宇宙的体积无限小,然后在某一个瞬间突然体积开始膨胀,而且是剧烈膨胀,这也就是大爆炸理论所描述的。在宇宙诞生以前,时间空间都不存在也就都没有任何意义,宇宙诞生之后,空间急剧膨胀,现代的科学观测表明,宇宙膨胀的速度在一定的距离之外已经超越了光速,但是这并没有违背相对论,因为宇宙膨胀不同于一般物质的运动,宇宙膨胀本身没有携带任何的信息。这也就是说宇宙的边界永远不可能被看见,因为那里的光线还没有传播到地球来。

  为了知道宇宙的年龄,科学家需要测量一个常数就是哈勃常数,知道了这个数值之后可以求出在距离地球多远的地方的星系其由宇宙膨胀带来的离开速度达到光速。粗略的数值是137亿光年,误差肯定是有的,但是差距也不会太大。在地球上,我们能够用望远镜看到的最远的地方就是位于137亿光年外的某个星系。而宇宙的实际大小,一说宇宙的实际直径已经超过了1000亿光年,这个数值是非常庞大的,相当于银河系直径的100万倍。

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