宇宙的大小宇宙的大小

2021-03-07 06:37:14 字數 5212 閱讀 2016

1樓:匿名使用者

首先應該是宇宙半徑(而不是直徑)是大約150億光年(就是你說的120億,還有說180億的,這沒關係。反正就是從宇宙大**開始算)。因為我們不管往任何乙個方向望去。

最遠處就是宇宙大**起始奇點。而宇宙大**發生於大約150億年前。「再遠」的地方將是大**以前的「東西」了,那時連時間都還沒有誕生。

當然不可能有空間。所以我們認為宇宙大**發生於多少年前,宇宙半徑就是多少光年。這樣就出來了你另兩個很好的問題。

我們一一來講。

第乙個,我們在宇宙中心嗎?當然不是,宇宙是沒有中心的!因為根據愛因斯坦的時空觀。

我們的宇宙是乙個四維的球形彎曲空間。任何乙個地方都可以說是中心又都不是。比較難理解是吧?

我們就用三維空間來比方。在地球上,你說**是中心?但地球確實有體積,並不是無限的對嗎?

這裡還有乙個問題必須提一下。就是根據廣義相對論,在彎曲的空間中,光線走的直線是隨空間「彎曲」的。那就是說如果在地球表面的空間也是象我們的宇宙那樣彎曲的話,光線會「貼著」地面走。

這樣我們用望遠鏡從地球上任何乙個地方向遠處望去最遠的就是地球背面的乙個點。而在任何地方望最遠的距離都一樣的。所以同樣道理,雖然我們向任何方向望去,宇宙最遠處都是150億光年。

但我們只不過在「圓形」宇宙中的隨意一點。而不是什麼中心。愛因斯坦的解釋漂亮吧?

還有第二個,其實基本已解決了。就是大**奇點到底在**?我們說任何方向看到最遠處,就是宇宙的邊緣都是奇點!

又是個比較「不合理」的解釋對嗎?還是用剛才說的三維球面來解釋就比較好理解了。球面是各個方向看過去風景各有不同,但最遠處是一樣的。

我猜現在你腦子裡可能又出現乙個新問題了:)我們如果在北極望去最遠的是南極,而在南極望去最遠的不是在北極嗎?那我們看去在宇宙邊緣的星球上的「人」望出去的奇點不是和我們的不一樣了嗎?

那同乙個宇宙怎麼會有不同的奇點呢?不會的!這裡有個時間差的因素。

我們看到宇宙邊上的星球是150年前的(它的光走到地球要這些時間)。那時它還沒被「炸」到離奇點象我們這麼遠。而其實現在它也在我們這麼遠了。

只是我們不知道它「現在」**。其實它上面現在看起來我們在宇宙邊上。因為距離是互相的。

它看起來我們也有這麼遠。光線到那裡也是150億年前的。

2樓:★陽光男孩

宇宙有多大?

美國學者認為直徑至少780億光年!

宇宙大**之後殘留的背景微波輻射中的波紋揭示了宇宙的大小這一令無數人關心的問題:宇宙兩頭相距至少780億光年。

美國蒙大拿州立大學物理學家neil cornish領導的研究小組認為,他們的研究至少部分的回答了宇宙學乙個最基本的問題:宇宙有多大?

直到現在,對宇宙尺寸的估算在「你看到有多大就是多大」到「無限」之間,總而言之沒有乙個多數人認可的答案,而完全依靠你偶然靈光閃現想出來的乙個宇宙模型。cornish等人的研究至少確定了宇宙尺寸的下限,它沒有排除宇宙無限大的可能。

根據《自然》雜誌,有人認為宇宙象乙個足球,直徑600億光年。其它一些理論則認為宇宙事實上沒有那麼大,但它自己纏繞著自己,所以很難確定邊界。cornish對《自然》雜誌表示,「原則上,地球的光線環繞著宇宙跑,所以如果我們看到40億前年地球的情況請不要大驚小怪。

」他的研究小組於是決定在宇宙中尋找地球早期的狀況。但應該看**呢?答案是盡量遠,這意味著他們需要使用wmap探測器分析宇宙背景微波輻射。

這可以探測到宇宙形成最初期(大**之後379,000年)產生的微波輻射。

如果宇宙較小,同一**的光線將可以從不同方向到達同乙個位置。該研究小組計算認為,這將產生輻射的不規則性(熱點和冷點)。然而研究小組沒有發現背景微波輻射中的冷點和熱點。

cornish由此做出結論認為,宇宙比我們的裝置所能觀測到的範圍要大,直徑至少780億光年。宇宙還可能更大,他希望通過進一步的研究wmpa結果修正自己的計算。宇宙的最小尺寸可能增大到900億光年。

2.宇宙就象人心那樣大。對於心胸寬廣的人來說,真是天地廣闊、無邊無際。而對於心胸狹隘的人來說,則是針尖買芒難以立足。

3.「宇宙」一詞,最早大概出自我國古代著名哲學家墨子(約西元前468-376)。他用「宇」來指東、西、南、北,四面八方的空間,用「宙」來指古往今來的時間,合在一起便是指天地萬物,不管它是大是小,是遠是近;是過去的,現在的,還是將來的;是認識到的,還是未認識到的……總之是一切的一切。

從哲學的觀點看。人們認為宇宙是無始無終,無邊無際的。不過,對這個深奧的概念我們不打算做深入的**,還是留給哲學家們去研究。

我們不妨把眼光縮小一些,講一講利用我們現有的科學技術所能了解和觀測的宇宙,人們把它稱為「我們的宇宙」或「總星系」。

從最新的觀測資料看,人們已觀測到的離我們最遠的星系是130億光年。也就是說,如果有一束光以每秒30萬千公尺的速度從該星系發出,那么要經過130億年才能到達地球。這130億光年的距離便是我們今天所知道的宇宙的範圍。

再說得明確一些,我們今天所知道的宇宙範圍,或者說大小,是乙個以地球為中心,以130億光年的距離為半徑的球形空間。當然,地球並不真的是什么宇宙的中心,宇宙也未必是乙個球體,只是限於我們目前的觀測能力,我們只能了解到這一程度。

在這個以130億光年為半徑的球形空間裡,目前已被人們發現和觀測到的星系大約有1250億個,而每個星系又擁有像太陽這樣的恆星幾百到幾萬億顆。因此只要做一道簡單的數學題,你就不難了解到,在我們已經觀測到的宇宙中擁在多少星星。地球在如此浩瀚的宇宙中,真如滄海一粟,渺小得微不足道。

4.人類所認識的宇宙有多大

宇宙蘊藏著所有的物質,其中包括人類已發現的能量和輻射,也包括人類所知道並相信存在於太空內的一切一切。

宇宙中有數以億計的天體,這些天體都是十分巧妙而有規律地相互組合的,大多數的星體構成星系,比如我們的太陽系就是。 星系再構成銀河系。宇宙中最少有10萬個大大小小的銀河系。

宇宙空間是十分廣闊的,光在一秒鐘內可走30萬千公尺,單是我們地球所在的銀河系,跨幅的闊度就有10萬光年。宇宙中有10 萬個銀河系,那麼,宇宙究竟又有多大呢?大家不妨算算吧。

為了說明宇宙的範圍,科學家們做了推算,130萬個地球的體積僅相當於太陽的體積,而與太陽相當的恆星,在銀河系中可達 2000多億顆。如果把宇宙看做是乙個半徑1千公尺的大球,銀河系則只有藥片那麼大,位於球心附近。

在實際觀測中,人們使用高倍的射電望遠鏡,搜尋到了200億光年以外的類星體天狼巨星,這是目前人類能確實掌握的最遠的 星體,也是人們認識宇宙的最大範圍,當然,它還不是宇宙的實際邊緣。因為人類的認識能力是有限的。

3樓:追夢女郎

正在擴充套件的宇宙

(碧聲注:從本節內容來看,這個小標題似乎譯成「擴充套件中的宇宙」更好,偏重於人類觀測到的宇宙,而並不指宇宙本身的膨脹)甚至在銀河系的大小和質量被確定之前,人們就已經利用麥哲倫雲中的造父變星來測定這個星雲的距離了(勒維特繪製了週期-光度曲線,這是乙個關鍵性的發現)。結果證明,它至少和我們相距10萬光年。

現代最新的數字是,大麥哲倫雲距離我們約15萬光年,小麥哲倫雲約17萬光年。大麥哲倫雲的大小不到銀河系直徑的一半;小麥哲倫雲的大小不到1/5。 此外,恆星的密集程度也比較稀。

大麥哲倫雲含有50億顆恆星(不到我們銀河系恆星數目的1/20),而小麥哲倫雲僅含有15億顆恆星。

圖:大、小麥哲倫雲

20世紀20年代初期的狀況是這樣的:已知的宇宙直徑不到20萬光年,由我們的銀河系和它的兩個鄰居組成。於是產生了這樣乙個問題,在此以外是否還有什麼東西存在?

人們把懷疑的目光投注在某些明亮的雲霧狀的小斑上,稱之為星雲(源自希臘語「雲」),天文學家早就注意到它們了。法國天文學家梅西耶早在2023年就把其中的103個編入了星表。 (許多星雲至今仍沿用他所編的號碼,在號碼前面加上m字樣, 表示為梅西耶所編。

)這些星雲狀物質果真像人們所看到那樣只是些雲嗎?有些星雲,如獵戶座星雲(荷蘭天文學家惠更斯2023年首次發現),似乎就是一塊氣體塵埃雲, 獵戶座星雲的質量大約等於500個我們的太陽,由它內部的熱星所照亮。然而,另一些星雲狀物質已經證明是球狀星團,是由恆星組成的巨大集體。

但是仍有一些發亮的雲斑似乎一顆星也沒有。那麼,為什麼它們會發亮呢?2023年,英國天文學家w.

帕森斯(即羅斯勳爵)使用他用畢生精力製成的183厘公尺(72英吋)望遠鏡, 確認這些雲塊中有一些具有旋渦結構,並命名為「旋渦星雲」,但這無助於解釋發亮的原因。

圖:m31(仙女座星雲)

這類星雲中最為壯觀的是位於仙女座裡的仙女座星雲,被稱為m-31。德國天文學家馬里厄斯2023年首先研究的就是這塊星雲。

仙女座星雲是乙個拉長的卵形雲塊,發出暗淡的光,大約有滿月一半的大小。它會不會是由恆星組成的,只是由於太遙遠、使用高倍望遠鏡也分辨不出來?如果真是這樣,仙女座星雲必然是難以置信地遙遠,並且難以置信的龐大,因為在這樣遙遠的距離我們竟然還能看到它。

(早在2023年,德國哲學家康德曾猜測有這種極遠距離的恆星集合體存在,他稱之為島宇宙。)20世紀初對這件事有過激烈的爭論。美國天文學家萬瑪倫報告說,仙女座星雲在以可測量的速率旋轉著。

既然能測量到它,它必定距離我們相當近。假若遠在銀河系之外,就會因為太遠而顯示不出任何可以察覺到的運動。萬瑪倫的好朋友沙普利利用他的結論提出了仙女座星雲是銀河系的一部分的論點。

反對這種說法的是美國天文學家柯蒂斯。儘管在仙女座星雲中看不到一顆星,但時常都有極其微弱的星在那裡出現。柯蒂斯認為這是一種新星,一種會突然增加幾千倍亮度的恆星。

在銀河系時,這種恆星會發出短暫的非常亮的光,然後又暗淡下去,從而結束;但在仙女座星雲中,它們即使在最明亮時也不容易被看到。柯蒂斯推斷,新星之所以極其暗淡,是因為仙女座星雲極其遙遠。仙女座星雲中的普通恆星合在一起仍然太暗而不能被發現,因而只能混合在一種微亮的雲霧中。

2023年4月26日, 柯蒂斯與沙普利舉行了一次公開的辯論會。

雖然柯蒂斯的口才非常好,並對自己的立場作了令人印象深刻的辯護,但總的來說是平分秋色。

但是幾年後,事實證明柯蒂斯是對的。理由之一就是萬瑪倫的數字被證明是錯的。原因尚不能肯定,但即使最聰明的人也會出錯,而萬瑪倫顯然是屬於這種情況。

而後,2023年,美國天文學家哈勃在加利福尼亞州威爾遜山上把新建成的254厘公尺(100英吋)望遠鏡對準了仙女座星雲。(這架望遠鏡是由j.b.

胡克資助建造的,因此命名為胡克望遠鏡。)這架強有力的儀器把仙女座星雲的外緣部分分解成單個的恆星,於是立即顯示出,仙女座星雲(或至少其中一部分)和我們的銀河相類似,那裡可能就是所謂的「島宇宙」。

在仙女座星雲邊緣的恆星中也有造父變星。利用這些測量標桿,哈勃斷定這個星雲距離我們將近100萬光年! 所以仙女座星雲非常遙遠,遠在銀河系之外。

考慮到它的距離,它的視大小表明,它必定是上個巨大的恆星聚集,幾乎可以和我們的銀河系相匹敵。結果證明,其他一些星雲狀物質也是恆星的聚集,甚至比仙女座星雲更遠。這些河外星雲都被認定是星系——新的「宇宙」。

這些新的「宇宙」使我們的銀河系的地位大為降低,成為空間的許多星系之一。宇宙再一次擴大了。它比以前任何時候都要大,它的寬度已不只是幾十萬光年,而可能是幾十億光年了。

矛盾的宇宙,矛盾的宇宙

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