天文|星汉灿烂,地球之外的宇宙,是我们无法想象的广袤


天文|星汉灿烂,地球之外的宇宙,是我们无法想象的广袤
本文参加百家号 #科学了不起# 系列征文赛 。
宇宙有多大?除了行星、太阳系、星系和超星系之外 , 宇宙中还有什么?
无数的人已经提供了非常好和非常详细的描述 , 但我想分享一些图像 , 这些图像有助于以易于消化的方式展示宇宙的巨大规模 。
第一张图是地球

天文|星汉灿烂,地球之外的宇宙,是我们无法想象的广袤
图解:地球 。 图源:NASA
太阳系

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图解:太阳系 。 图源:usm
太阳的星际邻居(每颗恒星标志着一个不同的太阳系 。 每一个都有一排排像我们这样的行星)
银河系(估计有1000亿颗恒星 , 相当于10000000000颗恒星 , 其中许多恒星都有自己的一排排行星 , 就像我们太阳系中的行星一样)

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【天文|星汉灿烂,地球之外的宇宙,是我们无法想象的广袤】图解:银河系 。 图源:utahpeoplespost
本地星系群(附近的星系)这些星点中的每一个都包含数十亿甚至上千亿颗恒星(就像我们的银河系) , 大多数恒星都有多颗行星 。
处女座超星系团:在“本地星系群”旁边的小星系团(下面用红色书写)代表了上面照片中显示的所有星系 。

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图解:处女座超星系团 。 图源:moneyinc
局部超星系团——上图中的星系团由红色的“处女座超星系团”代表 。
可观测的宇宙(我们从地球上看到的宇宙称为可观测宇宙 , 可追溯到136亿年前)
宇宙的估计大小(不断膨胀)
这并没有考虑到多宇宙的各种理论 。 如果这些理论是准确的 , 你就需要把这个数乘以无限次 。 如此巨大的规模将使宇宙变得更加难以理解 , 而且它还在不断膨胀 。
在我们的“已知宇宙”中 , 有更多的行星能够支持生命(如地球) , 而不是地球上所有海滩和沙漠中的沙粒 。 这使得在宇宙中地球这种有生命的行星并不是孤独的唯一存在 。
亚瑟·C·克拉克说过:“存在两种可能性:要么我们在宇宙中是孤独的 , 要么不是 。 两者都同样可怕 。 ”
宇宙-到底是什么?
“存在的一切 , 已经存在的一切 , 以及将要存在的一切”
早期的人类被充满无数星星和月亮的夜空迷住了 , 今天的我们也看到了这迷人的星空 。 但唯一不同的是 , 当时早期的人类并不知道那是什么 , 但今天我们对天空中看到的东西有了一点想法和理解 。
古印度哲学[梨俱吠陀-公元前1500至1200年]将整个宇宙描述为一个“宇宙蛋”或婆罗门陀 , 它经历了一个创造、毁灭和重生的循环过程 。 它表明 , 整个宇宙或婆罗门都从一个称为宾杜的集中点向外膨胀 , 然后每隔4320000年再次崩溃 。
葡萄牙宇宙学家巴托洛梅乌·维略(Bartolomeu Velho)1568年绘制的地心宇宙图解 。

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图解:葡萄牙宇宙学家巴托洛梅乌·维略(Bartolomeu Velho)1568年绘制的地心宇宙图解 。 图源:dominicanajournal
希腊哲学家 , 公元前4世纪的亚里士多德 , 提出了一个以地球为中心 , 周围所有天体环绕的宇宙 。 他相信一个有限的静止的宇宙存在于无限的时间 , 并且不会发生改变 。 亚里士多德还认为 , 宇宙是由五个元素组成的 , 其中四个元素是先前确立的经典元素:火、水、空气和土 , 而他添加的第五个元素:以太(填补了宇宙的空白) 。
从远古以来 , 人类就一直在努力破解这片灿烂宇宙的秘密 。 但我们不能完全理解它 。 但是物理学家们还没有准备好放弃 。 正如爱因斯坦在《物理与现实》(1936)一书中所说 , “宇宙最不可理解的是它是可理解的 。 ”
爱因斯坦的话给了他们动力 , 关于宇宙的存在和起源 , 人们提出了不同的理论 。
一些物理学家相信宇宙是永恒且无限的 , 而另一些物理学家则相信一个真正有起源的无限宇宙 。 还有另一种迷信物理学家相信有限宇宙 。 不同的物理学家对宇宙有不同的看法 。

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图解:宇宙大爆炸 。 图源:newscientist
从宇宙大爆炸开始的空间尺度扩张的时间线
但目前最广为接受的理论是大爆炸理论 , 它支持宇宙是无限的(有无限的空间) , 但它仍在膨胀 。 如果我们得到一个无穷大的反向过程 , 我们称之为“密度的反向过程” 。 因此 , 它表明万物在138亿年前从一个点爆炸出来 , 并且 , 这也被认为是宇宙的年龄 。
然而 , 这一理论也有许多不一致之处 , 比如说 , 如果任何事物有起源 , 那么它必然有一个终点 , 但它说宇宙是无限的 。 另一个问题是为什么物质多于反物质(重子不对称) 。
无限的宇宙
空间是无限的 , 物质和能量是无限的 , 这是完全可能的 。 这是一个脑筋扭曲的可能性 , 因为无限的概念本身就非常奇怪 。 在无限的宇宙中发生任何事情的可能性都是无限的 。 所以我们想象中的任何事情都可能发生在宇宙中的某个地方(不管可能性有多大 , 除非概率不为零) 。 在一个无限的宇宙中 , 可能有一个人像你一样是亿万富翁 。 可能有一个类似地球的星球 , 在那里斯蒂姆币比比特币更强大 。 所以任何事情发生的可能性都是无限的 , 不仅仅是一次 , 而是无限次 。
但是 , 与我们所看到的相比 , 一个无限的宇宙怎么可能是合乎逻辑的呢?一个无限大的宇宙能从大爆炸中扩展吗?
是的 , 但前提是大爆炸不仅发生在某一时刻 , 而且同时发生在任何地方 。
美国宇航局在他们的网站上说:“这表明宇宙的范围是无限的;然而 , 由于宇宙的年龄有限 , 我们只能观察到有限体积的宇宙 。 我们能真正得出的结论是 , 宇宙比我们能直接观测到的体积大得多 。 ”
作者: quora
FY: 武薇
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