可以肯定的是,宇宙是非常廣闊浩瀚的。但當(dāng)物體或距離大到一定程度的時(shí)候,我們常常會(huì)對(duì)它們的大小失去概念,因?yàn)闆]有什么可以作為參考。然而,很長(zhǎng)時(shí)間以來,人類一直試圖用某種方法來顯示其實(shí)感。這里是Unveiled, 我們今天將回答這個(gè)不同尋常的問題:宇宙的真實(shí)尺度是什么?
度量宇宙的首要難題是度量方式本身。因?yàn)橛泻芏嗟暮饬恐笜?biāo),所以確定太空中任何物體的“尺寸”都是相當(dāng)困難的。你可以度量某個(gè)物體的質(zhì)量、體積或者是直徑,但每一項(xiàng)都會(huì)顯示出不同的結(jié)果。例如,黑洞的質(zhì)量非常大,但它們的直徑卻沒有大到與之對(duì)應(yīng)。銀河系中的大質(zhì)量黑洞“人馬座 ”擁有太陽(yáng)30-40倍的直徑,盡管很大,但這也比很多質(zhì)量較大的恒星的直徑要小得多。相反的,恒星擁有小得多的質(zhì)量,但卻“散布”在更廣闊的空間中,這使得恒星看起來更大。
在這個(gè)視頻當(dāng)中,我們主要從天體的直徑來確定它們的大小。地球是太陽(yáng)系四個(gè)內(nèi)行星中最大的一個(gè),不過它的直徑只比它的“雙胞胎兄弟”金星大了約400英里?;鹦呛退莿t小得多,其中水星的直徑只有約兩個(gè)冥王星的大小。請(qǐng)記住冥王星的小尺寸是2006年它被認(rèn)定為矮行星的原因之一?;鹦堑闹睆郊s為4212英里,它比地球小了3700多英里。
月球的直徑約2200英里,它比冥王星的直徑要大,但仍然可以維持在現(xiàn)在的位置。有趣地是,僅僅是太平洋在地球上所占的面積就足以裝下整個(gè)月球了。從距離的角度上看,月球顯然是離我們最近的天體,但仍然有238,855英里的距離。如果將地球的大小比作一個(gè)網(wǎng)球,那么月球大約在其七英尺外的位置。
在我們的太陽(yáng)系中,最大的行星被稱之為氣體巨行星;而已知最大的行星是木星。木星的直徑大約87000英里,也就是說,它比地球要大1300倍還多。
雖然氣體巨行星的體積巨大,它們的密度卻非常小。這也是為什么大眾會(huì)說(雖然并不完全準(zhǔn)確),假使我們有足夠多的水體來容納土星,土星將漂浮于水上。
然而氣體行星膨脹到如此之大的體積并不常見——更有趣的是大型的巖質(zhì)行星的世界。
作為已知此類巨大行星之一的開普勒10c(Kepler 10c),其于2011年被發(fā)現(xiàn);它的體積比地球的17倍還要大。還有2016年發(fā)現(xiàn)的迷人的BD+20594b,是地球體積的兩倍。
像這種巨大的星球,被歸類為巨大類地行星。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看,行星并不是宇宙中最大的物體。
恒星通常是最大的單體。我們的太陽(yáng)是太陽(yáng)系中已知最大物體,但與其他恒星相比,它仍不是最大的。我們目前發(fā)現(xiàn)的最大的行星是UY Scuti。它的直徑是太陽(yáng)的1700倍,但它的質(zhì)量只有太陽(yáng)的30倍。
除太陽(yáng)之外,最大的恒星是天狼星。英文中也稱其為“Dog Star”(狗狗星?)。
然而最重的恒星既不是盾牌座UY,也不是天狼星;它是一顆藍(lán)矮星,目前命名為R136a1,質(zhì)量是太陽(yáng)的315倍。
現(xiàn)在讓我們縮小視角,看向更遠(yuǎn)處。由數(shù)十億顆恒星和行星組成的星系,是宇宙中最大的結(jié)構(gòu)之一。
我們的銀河系被認(rèn)為是一個(gè)中等大小的星系,其直徑至少為十萬光年。目前為止,我們只在銀河系中發(fā)現(xiàn)了數(shù)千個(gè)星系。但科學(xué)家們預(yù)測(cè),銀河系中應(yīng)該有數(shù)十億的星系仍未被發(fā)現(xiàn)。
主要使用著哈勃觀測(cè)到的數(shù)據(jù),科學(xué)家們預(yù)測(cè),在可見宇宙中有100億至200億個(gè)星系。其中直徑最小的只有3000光年而最大的星系直徑超過30萬光年。距離銀河系250多萬光年的仙女星系,是離我們最近的“其它星系”。很有趣的是,在大約45億年后,也就是當(dāng)?shù)厍虻哪挲g是現(xiàn)在的兩倍時(shí),仙女座星系和銀河系可能會(huì)相互碰撞并融合成一個(gè)巨大的星系——一些科學(xué)家現(xiàn)在稱之為“Milkdromeda”。然而事實(shí)上,我們不太可能近距離看到這些遙遠(yuǎn)的行星、恒星或星系,因?yàn)橥馓罩械娜魏螙|西之間都間隔著巨大的距離。人類甚至從未到過太陽(yáng)系中的另一行星上,但是即便是太陽(yáng)系,在遼闊的宇宙體系中也是很渺小的存在。
太陽(yáng)系的半徑約為1.87光年,而一光年約等于5.88萬億英里,這意味著即使是光從我們的恒星系統(tǒng)中傳播出去也需要將近兩年的時(shí)間。但是,一般來說,太陽(yáng)系太小,無法用“光年”來實(shí)際測(cè)量;相反,我們使用天文單位,1個(gè)天文單位相當(dāng)于地球到太陽(yáng)的平均距離,大約9300萬英里。太陽(yáng)到太陽(yáng)系最邊緣的距離為10萬個(gè)天文單位,但是離我們最近的下一個(gè)恒星——半人馬座比鄰星距離我們超過26.8萬個(gè)天文單位,即4.2光年,是這一距離的兩倍多。
2015年,新視野號(hào)探測(cè)器在經(jīng)過九年多的旅程后到達(dá)冥王星……也就是說,如果我們繼續(xù)以這樣的速度前進(jìn),我們將在大約55000年后到達(dá)半人馬座比鄰星!在最高估計(jì)中,現(xiàn)代人類存在于地球上的時(shí)間也只有30萬年。所以我們需要六分之一個(gè)完整的人類歷史的時(shí)間,來完成一場(chǎng)去往整個(gè)宇宙數(shù)十億個(gè)恒星系統(tǒng)中距離我們最近的恒星系統(tǒng)的單程旅行。然而,更瘋狂的是,所有的這些物體——行星、衛(wèi)星、恒星和星系,都是已知宇宙中我們唯一能看見的。
真正的宇宙是如此巨大,大爆炸發(fā)出的光即使已經(jīng)傳播了近140億年,卻還沒有到達(dá)宇宙的每個(gè)角落。牛津大學(xué)的一個(gè)小組在2011年進(jìn)行的一項(xiàng)研究表示,真正的宇宙可能比我們目前所能觀測(cè)到的還要大甚至250倍……這意味著它的直徑或許達(dá)到七萬億光年!但是由于宇宙正在不斷膨脹,當(dāng)這七萬億光年的范圍可被觀測(cè)到——也就是光到達(dá)這么遠(yuǎn)的地方時(shí),宇宙可能早就變得更加大了。
最后當(dāng)你想到只有百分之五的東西是我們能看見和理解的,剩余的是暗物質(zhì)和暗能量,那么,我們正在處理的驚人的實(shí)體就真的出名了。宇宙的空間是比我們理解中的要大的但他仍然在持續(xù)變大,這才是宇宙真實(shí)的尺度,你認(rèn)為呢?難道是我們錯(cuò)過了什么嗎?在評(píng)論中告訴我們吧,再看一下其他發(fā)布在公共網(wǎng)絡(luò)上的視頻,并確保你已經(jīng)關(guān)注了我們以及打開了我們更新內(nèi)容的鈴聲提醒
暗物質(zhì)是一種人們假設(shè)的物質(zhì)形式們通常認(rèn)為宇宙中58%的物質(zhì)都是暗物質(zhì)。許多有關(guān)天體物理的觀測(cè)包括引力效應(yīng),除非存在的物質(zhì)超過我們無法看到的物質(zhì),都在暗示著暗物質(zhì)的存在。正是如此,大多數(shù)科學(xué)家們認(rèn)為,暗物質(zhì)在宇宙中含量占比非常多,并且它的結(jié)構(gòu)和演化也有許多的影響,暗物質(zhì)被稱為“暗黑的”因?yàn)樗菜撇慌c任何電磁場(chǎng)相互作用,這就意味著,他不僅不吸收,不反射,而且也不發(fā)射電磁輻射,就像光一樣,因此她很難被探測(cè)到。
最主要的暗物質(zhì)的證據(jù)來自于計(jì)算,這些計(jì)算數(shù)據(jù)展示了許多星系將會(huì)分開而不會(huì)形成,或者說,如果他們不包含大量看不見的物質(zhì),他們就不會(huì)隨意的移動(dòng)。一些其他證明按握指的證據(jù)包括對(duì)引力透鏡和宇宙波光背景的觀測(cè),以及最可觀測(cè)宇宙當(dāng)前結(jié)構(gòu)的天文觀測(cè),星系的形成與演化。星系碰撞中所產(chǎn)生的質(zhì)量位置和星系團(tuán)內(nèi)星系的運(yùn)動(dòng),在宇宙學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)Lambda—CDM模型中,宇宙總物質(zhì)的能量含量包含5%的普通物質(zhì)和能量,27%的暗物質(zhì)和68%的暗能量。所以,暗物質(zhì),占總質(zhì)量/能量的百分之八十五,而暗能量和暗物質(zhì)占總質(zhì)量-能量含量的95%。
因?yàn)槟壳叭藗冞€沒有直接觀測(cè)到暗物質(zhì),所以便假設(shè)它存在,除了通過引力,否則,他幾乎不能與任何的重子物質(zhì)和輻射相互作用,大多是暗物質(zhì),是被認(rèn)為是非重子的,他可能有一些尚未發(fā)現(xiàn)的亞原子粒子組成。暗物質(zhì)的,主要獲選例子是一種尚未被發(fā)現(xiàn)的新型基本粒子,尤其是相互作用較弱的大質(zhì)量粒子。許多人直接探測(cè)和研究暗物質(zhì)粒子的實(shí)驗(yàn),正在積極進(jìn)行中但目前沒有成功。暗物質(zhì)根據(jù)其速度更準(zhǔn)確的說是她的自由流長(zhǎng)度,被分為冷,溫,熱。目前的模型更傾向于冷暗物質(zhì)的情況,它的結(jié)構(gòu)是由粒子的逐漸積累而形成的。
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