人类有多渺小?看完地球在宇宙中的位置,才发现人类小到忽略不计

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人类有多渺小?看完地球在宇宙中的位置,才发现人类小到忽

略不计

我们的目标是:星辰大海!

这话经典的台词出自于《银河英雄传说》,却道出了不少人的梦想。但是这个“星辰大海”到底有多广阔?其实它已经远远超过了人类的想象力,相比之下,人类实在渺小得有点不堪。

或许一些人并不认可这个观点,但我们可以从一些探测器回望地球来看:人类究竟有多渺小?

暗淡蓝点

1972年12月7日,阿波罗17号在距离地球29,000公里的地方,朝着地球拍下了一张十分震撼的照片,并把这张照片命名为:蓝色弹珠。

由于距离比较近,这张照片上的陆地和海洋还清晰可见。

1968年12月24日,太阳神8号正围绕着月球运动,宇航员威廉·安德斯拿出相机朝着地球拍摄了一张同样让人震撼的照片,这张照被命名为:地出。

虽然拍摄时,飞船距离地球的距离已经无从考证了,但是月球距离地球的平均距离是38万公里,我们就不难得出,这个距离要比拍摄“蓝色弹珠”时的距离大了一个数量级。从这张照片中,随着距离的增加,地球表面轮廓已经有点模糊了。

2017年,探测器OSIRIS-Rex在距离地球500万公里的位置上,给地球和月球拍摄了一张全家福。

这个距离又比“地出”拍摄时的距离大了一个数量级,不过此时地球的表面轮廓已经十分模糊,月球只有一个“点”那么大。那么如果再把距离扩大一点会如何呢?

我们不妨直接来看最远探测器拍摄地球的画面。在众多的探测器中,现在距离地球最远的是旅行者一号。

1977年9月5日,旅行者一号发射升空,在完成主要的任务之后,

就朝着远离太阳系的方向飞行,到现在已经有近45年的,它距离地球达到了232.8亿公里。

1990年2月14日,旅行者一号在距离地球64亿公里时,曾经朝着太阳系内侧,给太阳系的行星拍了最后一组照片,科学家通过计算机将这些照片制成了一张太阳系全家福照片。

在全家福当中,一张照片格外引人注意。在这张照片当中,只有一个0.12个像素点那么大的“亮点”,它就是我们的家园地球,著名的天文学家卡尔·萨根把这张照片叫做:暗淡蓝点。

这张照片十分震撼,甚至是引人深思。要知道,旅行者一号拍完这张照片后,到现在又继续飞行了32年,但依然没有飞出太阳系。这张照片公布之后,一度也让人感到害怕和绝望,毕竟人类一直以为自己是宇宙主宰,没想到却如此渺小。

宇宙到底有多大?

更令人感到可怕的是,科学家估算,旅行者一号要飞出太阳系,至少还需要3万年的时间,这意味着太阳系的“大”已经是一个天文数字。而仅仅在太阳系当中,地球就已经渺小到几乎可以忽略不计的程度。

那么问题来了,太阳系就真的足够大了吗?

当然不是,其实太阳系也算是个小不点。太阳系位于银河系的猎户座旋臂之中,在银河系中,像太阳这样的恒星大概在1000亿-4000亿颗,银河系的总质量是太阳质量的1.5万亿倍,太阳绕银河系中心运动一圈大概需要2.5亿年。太阳系对于银河系来说,就如同地球相对于太阳系一样,几乎可以忽略不计的存在。

那银河系就足够大了吗?

答案显然也不是这样的。比银河系更大的是星系群(或星系团),说白了就是一群星系的结合体。银河系位于的星系群被叫做:本星系群。本星系群直径达到了1000万光年,总质量约为太阳质量的65万亿倍,大概有几十个像银河系这样的星系,比如:仙女星系、麦哲伦星云等。

那本星系就足够大了吗?

也不是!比本星系群更大的是超星系群(或超星系团),本星系群位于室女座超星系团当中。室女座超星系团直径达到了1.1亿光年,总质量约为太阳质量的1亿亿倍,其中包含了大概100个类似于本星系群这样的星系群(或者星系团),与银河系同等量级的星系,大概就有4.7万个。

室女座超星系团听起来已经很夸张了,那它算是足够大的吧?

答案依然不是!室女座超星系团是拉尼亚凯亚超星系团的一部分。拉尼亚凯亚超星系团当中有3个超星系团,它的直径大约为5.2亿光年,总质量约为太阳质量的10亿亿倍,其中大概包含了10万个与银河系同等量级的星系。

拉尼亚凯亚超星系团算是足够大的了吧?

实际上,宇宙目前已知的最大结构叫做:大尺度纤维状结构,可以说是超星系团复合体。拉尼亚凯亚超星系团属于双鱼-鲸鱼座超星系团复合体的一部分。双鱼-鲸鱼座超星系团复合体的长度约为10亿光年,宽度约为1.5亿光年,总质量约为太阳质量的100亿亿倍。

虽然双鱼-鲸鱼座超星系团复合体属于大尺度纤维状结构,不过它算是大尺度纤维状结构中比较小的存在,有很多大尺度纤维状结构要远比它大得多,其中已知最大的是:武仙-北冕座长城,长度最长端横跨约100亿光年,另一端的长度则是72亿光年。

而这些大尺度纤维状结构其实都位于可观测宇宙当中,那什么是可观测宇宙?

根据相对论推导得到的结果,物质、信息、能量的速度极限是光速,引力波的速度也是光速,而宇宙诞生于138亿年前。

随后宇宙一直在膨胀,把膨胀效应计算在内,人类理论上可以观测到的最大范围是一个以地球为球心,直径为930亿光年的球状空间,超出这个范围,它发出的光暂时还到不了地球。

在可观测宇宙中,与银河系同等量级的星系大概有2.2万亿个。从可观测宇宙的角度来看,不要说银河系了,就是本星系群,室女座超星系团都是小不点,完全可以忽略不计的存在。

那可观测宇宙应该足够大了吧?

其实,也不是!可观测宇宙其实不是全宇宙,它只是宇宙的一小部分。宇宙不仅要比可观测宇宙大得多,同时还在不断地向外膨胀变大。

那宇宙到底有多大呢?

答案是:我们还不知道,但不少科学家相信宇宙大概率是无限大的。这该如何去理解呢?

哈勃深空

1995年,哈勃望远镜被调用,朝着夜空中最暗的一个区域进行连续10天的曝光。当时的天文家们非常愤怒,因为他们认为哈勃望远镜是珍贵的观测资源,却用来做没有任何科研价值的事情。于是,他们都在等着看笑话。

结果,科研机构把这些照片最后叠加到一起之后,进行公布,震惊了当时的整个天文学界。因此,这个区域非常暗,同时还很小,这域大概就是100米外的一颗网球的大小,结果这张照片上却有3000多个类似于银河系这样的星系。

这个发现不仅具有深刻的科学内涵,这张照片还在后来被引用了上千次。

这张照片后来也被称为:哈勃深空。

不仅如此,后来,哈勃望远镜还进行了几次类似的尝试,拍摄出了哈勃极深空和哈勃超深空。其中,2003年发起的哈勃超深空项目,拍摄到的这张照片当中,大概有10000个类似于银河系这样的星系。

无论是哈勃深空,哈勃极深空,还是哈勃超深空,其实都在告诉我们一件事情,那就是无论从地球上朝着宇宙的任何一个方向望去,都无法一眼望到边,同时还会发现似乎每个方向都差不多,这其实预示的一个可能性,那就是宇宙可能是无限大,宇宙处处都是中心,无论是朝着哪个方向看都一样。

人类到底有多渺小?

很可能认为,人类也就是在空间尺度上显得渺小而已。但情况真的那么乐观吗?显然没有!

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