人类可观测的宇宙有多大可观测宇宙有4X1080m。哈勃体积(也称为可观测宇宙)是一个以观测者作为中心的球体空间,小得足以让观测者...
人类可观测的宇宙有多大
宇宙:
理论上说,既然宇宙是在100-200亿年前的大爆炸中诞生的,空间从“宇宙原点”以光速扩展开来,其光辐射是以一个球体形式传播的,那么,现在宇宙的半径尺度应是100-200亿光年。你可以观测到的最远距离也就是自大爆炸以来光辐射所行进到目前的最远距离大约是120~150亿光年,即10的26~27 次方米,(注意:这是个动态的概念,其每一秒都在不断拓展中) 以该距离为半径(即:哈勃半径,注意不是哈勃望远镜的观测半径。)的球体正好定义了我们可观测‘视界’的大小,或者简单地说,我们这片宇宙的大小,知道半径当然可以算出体积,所以其体积又叫做哈勃体积或称为哈勃空间。 请注意一点:只要受光速的制约(红移的加速率),我们的“观察球”(已观测到的宇宙范围)永远小于“视界”(可观测到的宇宙范围,即:哈勃空间。)
光速是宇宙中最重要也最基本的一个性质,它被应用在各个方面,比如距离测量、通讯以及出现在各种公式之中。在真空中,光的传播速度等于299,792,458米每秒,光是体验不到时间的流逝的,而且光速是不变的。简单来说,在宇宙中没有任何物体可以运动的比光还快。
但如果是这样,当我们说宇宙的年龄是138亿年的时候难道它的大小不也应该是138亿光年吗?有许多人对此感到困惑。根据今年八月份的一项最新计算,宇宙的大小要要比先前认为的在各个方向缩水3.2亿光年,但它的半径依然达到453.4亿光年。而这仅仅是我们可以看到的宇宙,我们看不见的部分或许有无限那么大。
可观测宇宙(Observable Universe)的大小,我们无法知道不可观测部分的大小。
如果宇宙的年龄只有138亿年,并且没有任何东西可以运动的光速快,那么453.4亿光年的大小是怎么计算出来的?
【理解红移】
在你理解为什么宇宙的大小要比年龄大那么多之前,我们首先需要了解的是光是如何运作的。
第一个真正理解什么是光的科学家是牛顿,虽然更多人知道的是他提出了万有引力和发明了微积分。当一束白光(来自太阳火其它恒星)穿过棱镜的时候,我们会看到它被分解成不同颜色(不同波长)的光。这个简单的原理使我们能够观测来自遥远的星光,并且通过光谱,我们就可以知道关于恒星的许多信息,比如恒星的成分和温度等。
1842年,奥地利物理学家多普勒发现了所谓的多普勒效应。该效应解释了为什么来自遥远的星光有些偏向电磁波谱中的红色端,而有些则偏向蓝色端。
上:实验室中的光谱;中:红移;下:蓝移。(© NASA)
简单来说,根据多普勒效,当我们接收到来自遥远的星光时,我们可以知道辐射源是朝向我们运动的或者是远离我们运动的。更精确的说,如果物体远离观测者,那么光波会被拉长,因此看起来偏红色(波长较长,能量较低)。如果物体朝着观测者运动,光波就会被压缩,因此显得更蓝(波长较短,能量较高)。
但如果是这样,当我们说宇宙的年龄是138亿年的时候难道它的大小不也应该是138亿光年吗?有许多人对此感到困惑。根据今年八月份的一项最新计算,宇宙的大小要要比先前认为的在各个方向缩水3.2亿光年,但它的半径依然达到453.4亿光年。而这仅仅是我们可以看到的宇宙,我们看不见的部分或许有无限那么大。
可观测宇宙(Observable Universe)的大小,我们无法知道不可观测部分的大小。
如果宇宙的年龄只有138亿年,并且没有任何东西可以运动的光速快,那么453.4亿光年的大小是怎么计算出来的?
【理解红移】
在你理解为什么宇宙的大小要比年龄大那么多之前,我们首先需要了解的是光是如何运作的。
第一个真正理解什么是光的科学家是牛顿,虽然更多人知道的是他提出了万有引力和发明了微积分。当一束白光(来自太阳火其它恒星)穿过棱镜的时候,我们会看到它被分解成不同颜色(不同波长)的光。这个简单的原理使我们能够观测来自遥远的星光,并且通过光谱,我们就可以知道关于恒星的许多信息,比如恒星的成分和温度等。
现在最远的到火星,加上所携带的天文望远装置所观测的半径,就是最远的宇宙。
人类可观测宇宙的直径是多少?
宇宙的范围是930亿光年还是137亿光年?到底是哪个?
目前可观测的宇宙年龄大约为138.2亿年,由于时空距离和光速之间的关系,意味着我们宇宙的直径将是138.2亿光年的倍数,如果按138.2亿光年估算,并考虑宇宙加速膨胀,那么我们的宇宙的可视半径会达到460亿光年,这意味着宇宙直径在920亿光年。这段话已经是被报道的了,希望多一点人知道。
138亿光年,是目前天文设备能够观测到的宇宙的大小,除了可见光观测还有各种手段,而这个数字有两种代入方法,一种是以地球为宇宙中心计算,不考虑宇宙膨胀速度和其他因素,计算出宇宙直径约为138亿光年;
另一种计算是以上述的数据作为参考,但我们并不是宇宙中心,我们只是宇宙边缘的一部分,我们最大的数据为138亿光年,考虑宇宙膨胀速度和其他因素,计算出最大的范围值(半径)约为460亿光年,即宇宙至少是920亿光年的大小,明白吗?
这个是我个人理解,实际上是不是,没人知道,因为,都没去过外太空。
(第一次附图,随便画的!)
人类所能观测到的宇宙有多大
其中,“光年”为距离单位,即光走一年的距离。
根据哈勃常数计算和光谱分析,距离地球150亿光年的天体退行速度已经接近光速。
外的类星体天狼巨星,这是目前人类能确实掌握的最远的星体,也是人们
认识宇宙的最大范围,当然,它还不是宇宙的实际边缘.因为人类的认识
能力是有限的.
目前我们能探测到的宇宙到底有多大吗?
地球,我们居住的地方。我们所有的认知都是来自这颗蔚蓝色的星球。但是你知道地球与整个宇宙比起来有多渺小吗?
我们先从月亮开始做对比,月亮距离地球大约384400公里。这个距离可以填满大概30个地球。开车用每小时160公里的速度去月球大概需要160天的时间。尽管这是一个特别远的距离,还是有12个人类在月球上留下了他们的足迹。也是人类创下的离开地球最远的距离。
与火星做对比,地球距离火星的距离大约是2.25亿公里,最远距离达到了4.1亿公里。这个距离大约是地球到月球的986倍。火星探测器将数据传输给地球,大约需要20分钟的时间。
“旅行者1号”是距离地球最远的探测物,它大约距离地球138个天文单位。一个天文单位大概是1.5亿公里。著名天文学家卡尔萨根根据“旅行者1号”所拍摄的地球图片写下了《暗淡蓝点》这本著作。目前“旅行者1号”仍然在以每秒钟17公里速度向前行。但即使以这样的速度,在未来的三万年里,旅行者1号还是无法飞出太阳系。
比邻星是除了太阳之外最接近地球的恒星。它距离地球大约4.24光年。“旅行者1号”飞到这里大约需要7万年的时间。如果开车以每小时100公里的速度到比邻星,大约需要6倍宇宙寿命的时间。也就是说比邻星毁灭重生6次,我们才能到达。
这是我们的银河系,也是人造电磁波可以到达最远的距离,也就是说,如果银河系之外有生物的存在,也无法被我们感知。整个银河系贯穿头尾的距离大约是10万光年。这里含有超过1000亿颗星球,而我们平时抬头可见的星空范围,只有芝麻大一丁点。即使银河系已经巨大的遥不可及,但是和其他星系相比还是小巫见大巫。
一个拥有54个星系的星系群,从一端到另一端的距离大约是1000万光年。更远的星系团是视女超星系团,我们的银河系在其中只是微不足道的一部分,从一端到另一端达到了惊人的一亿一千万光年。即使是这样一个宏伟的视女超星系团也只是位于一个更大的蓝天超星系团之内,它的直径达到了五亿两千万光年。
目前科学界所能观测到的宇宙直径大约是930亿光年。它包含了我们所有的知识以及所有的物质。
一切我们所认知的事物,都在这一颗放在宇宙中显得很渺小的星球上。但是转念一想,就是这一颗微不足道的星球,包含了我们的家人、朋友和一切美好的事物。既然如此,把这转瞬即逝的一生过完才是眼前该去做的事。
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