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如果地球只有4公分,等比縮小的宇宙有多大?宇宙真的太大了
2021/11/04
2021/11/04

在太陽落山后一個半小時,好奇號漫遊車在火星上拍攝了一張夜空照片,其中可以看到一顆不起眼的小亮點:

這就是我們的地球,我們所有人都在這顆星點上。當時,地球距離火星約1.6億公里,與日地距離相近。如果放大照片,可以看到地球下方還有一個小亮點,這就是月球:

僅僅是在一億多公里外,我們的地球已經顯得非常渺小,只是天空中的一顆星星,與其他星辰相比,看起來沒有什麼特別之處。而相對于動輒幾萬光年、幾十億光年的浩瀚宇宙,地球更是渺小到塵埃裡。

我們可以換個角度來對比一下地球之小,宇宙之大。如果把地球縮小成乒乓球那麼大,整個宇宙也等比例縮小,那麼,太陽會是多大?太陽系、銀河系會有多大?宇宙又是多大呢?

首先,取乒乓球直徑為4公分(目前標準的乒乓球直徑略大于4公分)。平均直徑為12742公里的地球縮小為原來的1/318,550,000(縮小3億多倍)之後,直徑就變為了4公分。

如果把整個宇宙按照相同的比例縮小後,太陽的直徑為4.368米,這要比地球大得多。月球將位于1.19米之外,而太陽則遠在469米之外。在如此遠的距離外,太陽的引力仍能束縛住地球,太陽的炙熱也給地球帶來了溫暖。

與宇宙中的巨型恒星相比,太陽也只能相形見絀。位于獵戶座的參宿四,它的直徑可達3337米。曾經的「恒星之王」盾牌座UY,它的直徑高達7460米。而現在已發現的最大恒星斯蒂芬森2-18,其直徑更是達到9391米。

在太陽系中,海王星是已知最遠的行星,它與太陽相距14公里。44年前離開地球的旅行者1號是飛得最遠的太空飛船,它位于72公里之外。太陽系的最外層結構是球殼狀的奧爾特雲,它的最內層距離太陽939公里。而最外層,即太陽系邊界位于29700公里之外,這相當于真實地球直徑的2.3倍。

這只是太陽系的大小,夜空中肉眼可見的星星幾乎都是太陽系外的遙遠恒星,比如織女星在74萬公里之外,北極星在1286萬公里之外,參宿二在5940萬公里之外,海山二在2.2億公里之外。

在銀河系中,太陽系位于英仙臂與人馬臂之間的獵戶支臂上,這裡距離銀河系中心大約7.7億公里,整個銀河系的直徑為55億公里。在夜空中,朝著仙女座方向望去,可以看到一團暗淡的雲霧,那其實是位于754億公里外的仙女座星系。

銀河系、仙女座星系及它們的衛星星系組成了本星系群,其直徑為2970億公里。本星系群屬于室女座超星系團,該超星系團的直徑為3.2萬億公里。室女座超星系團又位于拉尼亞凱亞超星系團之中,後者的跨度高達15.4萬億公里,這已經相當于1.6光年。

在這之外,還有更廣更多未知的星系際空間。在297萬億公里(31光年)外,天文學家發現了宇宙最大結構——武仙-北冕座長城,其跨度可達297萬億公里。

位于320萬億公里(34光年)之外,有一個直徑達到3900億公里的超大質量黑洞——TON 618,這是迄今為止已知最大的黑洞。已知最遠的星系GN-z11,遠在398萬億公里(42光年)之外。

由于光的傳播速度是有限的,並且宇宙的存在時間也是有限的,所以導致我們所能看到的宇宙范圍也是有限的,其直徑約為2762萬億公里,相當于292光年。可觀測宇宙不是宇宙的全部,未知的宇宙部分要大得多。

至于可觀測宇宙之外的宇宙有多大,目前並不清楚,因為那裡的光還沒來得及到達地球,所以我們看不到。保守估計,整個宇宙的直徑至少68億億公里,相當于72200光年。

而根據宇宙平坦的幾何結構來推測,整個宇宙很可能是無限大的。不管怎樣,宇宙真的大到難以想象,即便大幅縮小宇宙的范圍,仍然還是要用到光年來丈量大小。




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