超级震撼宇宙到人体
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超级震撼!图示从极限大到极限小的世界(10亿光年到0.1飞米)
10亿光年——这是一个什么概念呢?光年,光走一年的路程。光速!它是速度公认的极限,每秒299792458米,能在眨眼间绕地球七圈半。看见么,就这么快的光,让他跑吧,跑个一年,所度量出来的距离就是一光年了。现在各位把鼠标移到屏幕的左下角,点“开始”-“程序”-“附件”-“计算器”,都来动手算算它,这一年是31536000 秒,一秒跑299792458米,乘出来就9454254955488000米,约等于十万亿公里吧。你说什么,简直天文数字?废话,天文上的数字当然得是天文数字啦~~~~~但这也仅仅只不过是一光年的长度。
当我们看到十亿光年以外的星星时,映入我们眼帘的那束星光已经在茫茫宇宙间飞奔了十亿年。换句话说,我们现在看到的仅仅是它十亿年之前的样子!现在的它究竟如何我们只有再等待十亿年才能看到……不寒而栗!
普遍认为宇宙诞生到现在有150亿年。所以我们可能观察到的最广阔宇宙空间的直径只可能在150亿光年这样的范围之内。150亿光年远的地方的光被我们看到时已经在宇宙间穿越了150亿年,那是宇宙诞生时的影像!!!
下面这张图是在十亿光年这样的数量级下观测宇宙,上面的每一个象素点所表现的事物都是无比古远的。绝大部分空间都如此图所示那样空无一物,遥远的星系发出的光芒就象是一小撮灰尘。这种空旷是很平常的,象我们居住的家园那样光明的世界只是例外情况。这张照片放大10倍之后我们依然看不到新的结构或者新的空隙;在这个尺度上宇宙大体上是均匀的。在这么大的空间范围中,新奇的东西其实存在于时间之中,而不在空间之中。所有的剧变都发生在过去。这里展示的场景,在至少几十亿年之后,将逐渐黯淡下来;同时,昏暗
的星团们将漂移地更为分散。
【此图所示区域的边长约为10亿光年。1光年即光在1年中走过的距离,约为9.5×1015米,大致相当于10万亿公里。而10亿光年就大约是10的25次方米。由于光速的不可超越性,1光年之外的星星发出的光,需要1年才能到达我们这里。依此类推,我们所看到的10亿光年之外的,如图中所示的星系的星光,其实只是它们在10亿年前的影像。我们似乎是在朝远处看,实际上是在朝过去看。这就是说明中那句“存在时间之中,而不在空间之中”的意思。现在人类能观测的最远距离约为150亿光年,那已经是非常接近宇宙大爆炸初期的影像了,因为大爆炸就发生在约150亿年前。也就是说,上面这张照片的边长如果再扩大4倍的话,就是我们人类有可能观测到的全部宇宙。宇宙的全部历史就在其中。另外,由于宇宙中所有物质的总质量,现在看来还达不到相对论所要求的下限,所以宇宙的膨胀将无止境地继续下去,所以说明中最后强调了各星团将继续“分散”下去。】
1亿光年
向着我们在银河系中的遥远家乡,我们再前进一步看看。但我们至多只看到一个大一些的,很多星系纠缠在一起的星团,这是处女座星团。星系按规则是围绕着星团或星群运动的。有理由相信我们的银河系自身就是处女座大星团的一个组成部分,受到它的持续不断的引力的拉动;处女座星团自身又是一个超星团的组成部分。银河系周围,在一个较大范围的空间里没有值得注意的星系。
【此图所示区域的边长约为1亿光年,即10的24次方米。处女座星团(Virgo cluster),由于从地球上看位于黄道上的处女星座而得名,由不到2000个星系组成(银河系即为其中之一)。它本身又是所谓“本超星团”(Local supercluster)的一部分。处女座星团的中心地带离银河系约5千万光年。】
1000万光年
这些就是我们的宇宙区域内的星系,每一个亮点都是由几十亿颗恒星发出的光芒汇集而成。恒星间相互的引力把它们聚集为星系,每一个星系都是由运动的恒星组成的复杂的集团。
【此图所示区域的边长约为1千万光年,即10的23次方米。离银河系最近的是仙女座星系(Andromeda Galaxy),约在250万光年之外,应该就是图中小框框之外,左下边的那个。由于从地球上看该星系位于仙女星座,故有此名。著名的“仙女座大星云”(仙女座圣斗士瞬的武器的典故?)是其旧名。现在已经证实该星系的中心有一个黑洞。另外,图中小框框之外,右下边的那个应该是三角座星系(Triangulum Galaxy),那是离银河系第二近的星系,约在260万光年之外。它是地球上能用肉眼观察到的最远的天体。】
100万光年
这个扁扁的饼就是我们的星系——银河系,可以看到它的旋臂结构。在空间中运行时,银河系还带着它的两个卫星星系——大小麦哲伦星系。比我们的银河系更大的星系并不多,而比两个麦哲伦星系更小的星系似乎也不多。
【此图所示区域的边长约为1百万光年,即10的22次方米。大小麦哲伦星系,由首次
完成环球航行的葡萄牙航海家麦哲伦于1519年发现,故得名。它们就是图中框框之外,左下边的那两个不规则亮点。由于它们的位置从地球上看非常靠南,北半球的观测者很难直接观察,所以只有接近赤道或者到达南半球时(如麦哲伦的航行那样)才能被发现。不过有些阿拉伯的天文学家在公元10世纪就记载了它们的存在,可能这些学者和来往于非洲和阿拉伯的水手们有过接触。银河系和两个麦哲伦星系的关系,就象地球和自己的卫星月球一样,所以它们被叫做卫星星系。大小麦哲伦星系是围绕着银河系运动的,一般不被视为独立的星系。所以,离银河系最近的星系一般都认为是前面提到的仙女座星系。两个麦哲伦星系离银河系的距离约为20万光年。它们的大小是银河系的1/10,直径约1万光年。】
10万光年
我们正在俯视银河系。一千亿颗恒星由于彼此引力的吸引而围绕着银河系中心区域旋转,有些比较靠里,有些靠外。我们的太阳,和其他恒星一起围绕着“银心”作顺时针运动,每3亿年环绕一周。图片的背景中还有其他星系,和我们的银河系一样,它们一边在漂移,一边也在缓慢地旋转。
【此图所示区域的边长约为10万光年,即10的21次方米。银河系的直径约为10万光年,其中最核心的直径约3万光年的一部分被称为“银核”,是恒星较集中的区域。银河系包含的恒星总数约2千亿-4千亿颗,大致按照4条旋臂分布。】
1万光年
恒星的星云和发光的气体,以及一小块一小块的暗尘,组成了变化缓慢的、银河系“饼