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起舞中文 >> 宇宙简史 >> 第一节 地球的撤退

第一节 地球的撤退 3/8

既然星光可以从140亿光年之外传来,那么宇宙到底有多远呢?

通过相对论的计算,理论上认为膨胀宇宙的大小概念十分复杂、十分多变,有科学家通过太空卫星的观测结果,谨慎推算出宇宙直径大概930亿光年的结果。我们要注意的是,930亿光年这个数字仅仅是理论上的预测,还没有得到证据的支持,其他人还有着其他理论去支持不同数字。

说到底,宇宙的大小目前并没有公认的数字,在宇宙边缘的空间膨胀速度可能是光速,也可能快于光速,在那些地方的时空概念将会很模糊,很有可能和我们所理解的时空有相当大的差距,这些差距还在随时的改变之中。

直径?难道宇宙的形状是一个大圆球?

我们不知道,科学家们也不知道,这个概念太大了——谁也不能跳出宇宙之外去看宇宙的形状,只能猜测说宇宙的形状可能是球形,也更可能是“有限无边”的形状。

“有限无边”是什么意思?听起来似乎有点矛盾,“有限”怎么能“无边”呢,这不是互相矛盾吗?

不矛盾,有限无边说明我们的宇宙不是无限,而是有限的一个时空。

我们试着用地球来理解一下“有限无边”的含义。

地球的表面积是有限的,这通过地球半径的长度数据可以很容易的计算出来。但是,地球表面又是没有边缘的——从地球表面的任何一点向任何方向前进,都无法找到一个边界离开地球,无论怎么去找,最终都只能回到出发时的地点。

宇宙的“有限无边”与此同理,只不过地球表面是二维平面,宇宙是三维空间而已。但是宇宙到底什么形状,还是无法确定,因为符合“有限无边”条件的形状有很多,并非球形一种,轮胎形和克莱因瓶形也符合“有限无边”的条件。

图:宇宙的可能形状

“不识庐山真面目,只缘身在此山中”。只能希望在未来的某一天,科学家能够解开这个谜题,告诉我们宇宙到底是什么形状的。

3、宇宙大尺度

宇宙中,星光点点。

我们的太阳是其中一颗普通的恒星,是没有伴侣的一颗单星,而宇宙中的多数恒星常常是两颗、三四颗、十几颗到几十万颗聚集在一起,分别叫双星、聚星和星团,这些单星、双星、聚星和星团又聚集在一起形成星系,亿万年来都很难把它们分开,构成了宇宙的组成基石。

太阳所在的星系在宇宙中算是大型星系,叫做银河系,共有数千亿颗恒星。而宇宙中和银河系差不多的星系还有数千亿个……宇宙,相当的浩瀚。

宇宙中的相邻星系会受到彼此引力影响,组成更大的星系团。比如银河系就和最近的50多个星系一起组成了本星系团,在宇宙空间中占据一块1000万光年左右的地盘。本星系团中只有银河系和仙女星系两个大星系,其他成员基本上都是小星系。

星系团之间也有引力影响,它们会受到彼此的引力影响,组成更为庞大的“超星系团”。比如银河系所在的超星系团叫做“室女座超星系团”,直径至少2亿光年,除了本星系团之外,还包括100多个其他星系团(其中总共有2500多个星系)。其形状类似平底锅里的薄饼,正在自转和膨胀,银河系只是其中很小的小单位,位于室女座超星系团的边缘和其他所有成员星系一样,围绕着本超星系团中心作公转运动,银河系的公转周期大约是1000亿年。

但是本超星系团还不是最大的宇宙尺度——距银河系约2亿光年的地方潜伏一个巨大的未知引力源,不停牵引着本超星系团,这个极其神秘的质量核心,目前还在不停的自转着,吸引着本超星系团向着它不断公转前进,连同周围的超星系团比如武仙超星系团、北冕超星系团、巨蛇-室女超星系团等一起组成更大的超超星系团。

但这还不是最大的结构…………有消息说,在总共131亿光年直径的可见宇宙中,存在直径20多亿光年的大型公转结构,差不多占了宇宙五分之一那么一大块区域!这是什么结构,科学家是在不得而知吧。

如同下图所示,宇宙的大尺度模拟图片中每一个亮点就是一个最基本的象我们银河系一样的星系,看起来似乎是一个蜘蛛网样的结构(这是天文学家们根据实际观测所作出的电脑模拟图)。

图:宇宙大尺度电脑模拟图(其中每一个亮点都是一个星系)

我们的宇宙就是按照恒星、星系、星系团、超星系团、超超星系团……阶梯状越来越大。不得不说,这个大尺度结构是很精巧的,它们依靠强大的超距引力(也可能不是引力)彼此影响,还会公转和自转,这些蜘蛛网形状汇聚出的整体形象是什么样子呢?总体看起来又是啥样?

答案很简单:我们不知道,根本无法知道,这也就是宇宙到底什么形状的终极问题。

我们的时空不能延伸到我们的宇宙之外,我们永远不能跳到我们的宇宙之外去观看我们的宇宙是什么样子的,所以谁也无法将宇宙的形状尽收眼底。

尽管不知道,天文学家取得目前成就也仍然是一种奇迹,因为对于宇宙来说,渺小的人类可以算出这么遥远的距离,到底是怎么算出来的?

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