當(dāng)你仰望蒼穹,視線所觸及的那一片燦爛星空令人神往。這是人類眼睛所能看到的星系,至少從哈勃的角度來看是這樣。如果你曾經(jīng)夢想過時(shí)間旅行,只要看看夜空,你看到的那些微光,其實(shí)是遙遠(yuǎn)過去的寫照。這是因?yàn)槟切┖阈?、行星和星系離我們很遠(yuǎn),即使是最近的恒星發(fā)出的光也需要數(shù)萬年才能到達(dá)地球。
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我們所居住的太陽系不過是銀河系的滄海一粟,而銀河系也只是宇宙眾多星系中的渺小塵埃,這一切都印證了宇宙無疑是一個(gè)很大的地方,但它到底有多大呢?當(dāng)我們了解了一件事物的時(shí)候,總是喜歡探索它的極限,宇宙的大小自然也成為了科學(xué)界津津樂道的話題。
宇宙的大小是天體物理學(xué)的基本問題之一,在目前看來這個(gè)問題也許沒有答案,但這并沒有阻止科學(xué)家們的嘗試。來自加拿大安大略西部大學(xué)的天體物理學(xué)家薩拉·加拉格爾表示:“這可能是我們從未真正了解的事情?!?/p>
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加拉格爾說,一個(gè)物體在宇宙中的距離越近,它的距離就越容易測量。比如太陽亦或者月亮,他們離我們的距離很容易測量。我們所要做的就是把一束光向其照射,然后測量這束光從月球表面反射回地球所需要的時(shí)間。但是我們星系中最遙遠(yuǎn)的天體要復(fù)雜得多。畢竟,到達(dá)它們需要非常強(qiáng)的光束。即使我們有技術(shù)能力將一束光照亮那么遠(yuǎn)的地方,又有誰有幾千年的時(shí)間等待這束光從宇宙遙遠(yuǎn)的系外行星反彈回來呢?
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后來科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了有一些對付宇宙中最遠(yuǎn)物體的妙招,即顏色。換句話說,恒星會隨著年齡的增長而改變顏色,基于這種顏色,科學(xué)家可以估算出這些恒星發(fā)出的能量和光的數(shù)量。如果其中一顆恒星離地球遠(yuǎn)得多,那么能量和亮度相同的兩顆恒星就不會出現(xiàn)在地球上。越遠(yuǎn)的光線自然就會顯得越暗。隨后科學(xué)家們可以將一顆恒星的實(shí)際亮度與我們從地球上看到的亮度進(jìn)行比較,然后利用這種差異計(jì)算出這顆恒星離我們有多遠(yuǎn)。
但是宇宙的絕對邊緣呢?科學(xué)家如何計(jì)算到那么遠(yuǎn)的物體的距離?這就是事情變得棘手的地方。因?yàn)槲矬w離地球越遠(yuǎn),物體發(fā)出的光到達(dá)我們的時(shí)間就越長。想象一下,其中一些物體離我們?nèi)绱酥h(yuǎn),以至于它們的光需要數(shù)百萬年甚至數(shù)十億年才能到達(dá)我們這里?,F(xiàn)在,想象一下,一些物體的光經(jīng)過了如此漫長的旅程,以至于在宇宙的數(shù)十億年里,它仍然沒有到達(dá)地球。到現(xiàn)在為止,我們只能看到宇宙很小很小的區(qū)間氣泡。除此之外呢?我們真的不知道。但是通過計(jì)算這個(gè)小氣泡的大小,科學(xué)家可以估計(jì)出它的外部。
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科學(xué)家們知道宇宙有138億年的歷史,大約有幾億年。這意味著一個(gè)光經(jīng)過138億年才到達(dá)我們的物體應(yīng)該是我們能看到的最遠(yuǎn)的物體。你可能會認(rèn)為這給了我們一個(gè)宇宙大小的簡單答案:138億光年。但請記住,宇宙也在以不斷增長的速度不斷膨脹。在光到達(dá)我們的時(shí)間里,氣泡的邊緣已經(jīng)移動了。目前所知的是是,科學(xué)家們知道它移動了465億光年之遙,這是基于對大爆炸以來宇宙膨脹的計(jì)算得出的。
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一些科學(xué)家已經(jīng)用這個(gè)數(shù)字來嘗試計(jì)算我們所能看到的極限之外的東西?;谟钪媸菑澢螤畹募僭O(shè),天文學(xué)家可以觀察我們在可觀測宇宙中看到的模式,并使用模型來估計(jì)宇宙的其他部分延伸了多遠(yuǎn)。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),實(shí)際宇宙的大小至少是我們能看到的465億光年的250倍。
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但是目前沒有證據(jù)表明宇宙是有限的,它很可能永遠(yuǎn)存在。盡管還不能確定宇宙是有限的還是無限的,但科學(xué)家們一致認(rèn)為,宇宙“真的非常巨大”,不幸的是,我們現(xiàn)在能看到的那一小部分是我們能觀察到的最多的。因?yàn)橛钪嬲谝栽絹碓娇斓乃俣扰蛎洠覀兛捎^測宇宙的外邊緣實(shí)際上以比光速還快的速度向外運(yùn)動。這意味著我們宇宙的邊緣正在遠(yuǎn)離我們,速度比它們的光到達(dá)我們的速度還快。漸漸地,這些邊緣正在從人們的視野中消失。
宇宙的大小,以及我們看不見的宇宙的絕對數(shù)量,都令人感到羞愧和蒼白無力。但這并沒有阻止科學(xué)家繼續(xù)探索答案。也許真的沒有答案,但是非常令人興奮!你認(rèn)為呢?
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