恒星 为什么人类永远看不到宇宙的边际?


恒星 为什么人类永远看不到宇宙的边际?
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恒星 为什么人类永远看不到宇宙的边际?


简单回答:
首先 , 人类现在的目光所及还在宇宙一个很小的范围 。
人类肉眼能够看到最远的恒星是船底座η , 中国称为海山二 , 距离我们约7500光年 。 之所以能够看到这么远这颗恒星 , 是因为海山二是一个大质量恒星 , 质量是太阳的120倍~200倍 , 而且已经到了恒星演化后期 , 星体膨胀的很大 , 亮度是太阳的500万倍 。
人类肉眼看到的恒星质量都比太阳质量大 , 但出了像海山二这样巨大的恒星 , 一般也只能看到3、4百光年的恒星 。
人眼能够看到最远的星系是仙女座星系 , 距离我们约254万光年 。 这个星系是靠我们银河系最近的大星系 , 其质量约银河系的2倍以上 , 因此能够被人类的视力所及 。
这个星系正在以每秒钟300公里左右的速度向银河系靠近 , 预计在30亿年后的某个时候 , 会与银河系相撞融合 , 最后会两个星系合并成为一个椭圆星系 。
其次 , 现在人类用太空望远镜或者射电望远镜巡视太空 , 也还只能看到一部分宇宙天区 。
天文界最有名的是哈勃太空望远镜 , 它已经观测到了90亿光年远的一颗恒星 , 但这颗恒星是通过巨大天体引力透镜放大效应后看到的;哈勃太空望远镜看到最远的星系距我们有130多亿光年 。 但对于这些远方的恒星和星系只能看到一些光点 , 根本无法看清细节 。
事实上 , 我们人类用最先进的设施也还没有看清楚银河系里的各种天体 , 就连银河系到底有多少恒星也还是一个估计数 。
我们地球是太阳系中一颗中等的行星 , 是一颗类地行星 , 质量只是太阳的33万分之一 , 是太阳系最大行星木星质量的318分之一;太阳是银河系里一颗普通的恒星 , 以每秒250公里的线速度 , 带者全系的子子孙孙围绕着银心公转 , 约2.5亿年转一圈;银河系有2000亿~4000亿颗恒星 , 直径约20万光年 。
我们宇宙可观测直径约930亿光年 , 有星系数万亿个 。
人类的肉眼目光所及看到恒星等单个天体只在银河系以内一片小小的天区;望远镜观测所及也只有宇宙一小部分天区 , 如果观察得细一些范围就更小了 。
再次 , 宇宙是有一个无限小的奇点在138亿年前爆炸膨胀出来的 , 这个奇点具有无限的曲率 , 事实上这个无限曲率即使膨胀再大 , 在其边界处还是无限的曲率 。
什么是无限曲率?就是无限的引力 , 这种引力可以扭曲时空 , 使时空变成弯曲的 , 把时空全部锁在奇点变成的这个宇宙泡中 , 任何的宇宙之中事物只能在这个弯曲的时空中运动 , 就连最快的光速也不例外 。
所以我们的宇宙虽然有大小 , 并不是无限的 , 但又是有界无边的 。 这样我们人类的目光就永远看不到宇宙的边缘 , 因为光线只能沿着弯曲的时空前进 , 看起来是走直线 , 实际上会被宇宙边缘无限曲率弯曲 , 转一圈会回到原点 。
另外宇宙有两个看不见的视界:一个是大爆炸初始30万年内 , 光子都无法从极端浓密的粒子汤中脱出 , 因此是黑暗的“过去视界” , 人类无法看到 。 现在发现了引力波 , 科学家们正在试图寻找大爆炸那一刻的引力波来了解宇宙初始的状态 , 但不知道什么时候能够有所突破;还有一个就是现在的宇宙依然以超光速3倍多在膨胀 , 这样遥远宇宙边际的星系之光就可能永远也传不到人类的视野 , 所以有一个“未来视界” 。
这两个视界组成了不可观测宇宙 , 这部分宇宙有多大谁也不知道 。 可观测宇宙与不可观测宇宙加起来 , 才是我们整个宇宙 。 我们连可观测宇宙都无法真正的“观测”到 , 怎么能够看到宇宙的边际呢?
所以 , 人类是永远都无法看到宇宙边际的 , 更别说走出宇宙了 。
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