星空网

您现在的位置是:首页 > 深空探索 > 正文

深空探索

宇宙有没有边际,有多少物质?它会终结吗?3方面了解宇宙有多大

星海漫游2022-03-22深空探索353
说到宇宙,我们总是说浩瀚的宇宙,无边的宇宙。那么宇宙究竟有多大?宇宙是所有的空间,所有的时间和所有的物质的总称。既然我们这样定义了宇宙,那么我们就从空间、时间和物质这三个方面来看看宇宙究竟有多大。宇宙

说到宇宙,我们总是说浩瀚的宇宙,无边的宇宙。那么宇宙究竟有多大?

宇宙是所有的空间,所有的时间和所有的物质的总称。既然我们这样定义了宇宙,那么我们就从空间时间物质这三个方面来看看宇宙究竟有多大。

宇宙空间上有多大?

宇宙空间上有多大?很遗憾,整个宇宙的大小我们尚不清楚。但是科学家估计可观测宇宙宇宙的直径大小为930亿光年可观测宇宙指的是我们以地球为中心,能够看到的宇宙中最遥远距离的物体。在此之外的物体发出的光还没有足够的时间抵达地球。也就是说,可观测宇宙之外的宇宙我们是看不到的。自然也就不知道它们有多大了。

很显然,可观测宇宙只是宇宙的一部分。那么可观测宇宙直径930亿光年是多大呢?这段距离是1光年的930亿倍。1光年的距离大约是94607亿公里。可观测宇宙直径大小是我们难以理解的天文数字。

不过天文学家研究发现,宇宙是有层次结构的。它就像是我们划分的村镇县市省行政区一样一级包含一级。我们可以从宇宙的最小一级开始到最大一级来看看宇宙的大小?

宇宙有没有边际,有多少物质?它会终结吗?3方面了解宇宙有多大

星系

宇宙的结构从小到大是这样的:地球、地月系、内太阳系、太阳圈、奥尔特云、太阳系、本星际云、本地泡、古尔德带、猎户臂、银河系、银河系次集团、本星系群、室女座超星系团、拉尼亚凯亚超星系团、双鱼-鲸鱼座超星系团复合体、武仙北冕座长城、可观测宇宙、宇宙。

其中地球所在的太阳系直径范围大约有3.2光年可观测宇宙直径大约是太阳系直径的290亿倍。从太阳系到猎户臂,这些宇宙结构都位于银河系之中。银河系的银盘直径有10万光年。但银河系的直径也仅仅占到了可观测宇宙直径的93万分之一。

宇宙有没有边际,有多少物质?它会终结吗?3方面了解宇宙有多大

拉尼亚凯亚超星系

银河系所在的拉尼亚凯亚超星系团是一个直径范围可达5.2亿光年,包含了10万个星系的超星系团。站在拉尼亚凯亚超星系团这一层级上看到的银河系,它只是巨大的羽毛般结构中的一个亮点而已。但是拉尼亚凯亚超星系团的直径范围也只是可观测宇宙的0.3%。

因为我们无法看到可观测宇宙范围之外的宇宙,所以我们无法知道宇宙的空间大小是有限的还是无限的。科学家估计,如果宇宙是有限的,那么它的规模必须大于可观测宇宙的250倍以上。这是有多大?朋友们可以自行脑补。

宇宙在时间上有多大?

宇宙有没有边际,有多少物质?它会终结吗?3方面了解宇宙有多大

宇宙大爆炸

现在的主流观点认为,宇宙起源于138.2亿年前的一次大爆炸。那么也就是说宇宙现在的年龄至少有138.2亿了。那么宇宙的未来呢?宇宙还会存在多久呢?宇宙在时间上的长度问题和宇宙在空间上的广度问题一样是科学家们苦苦探索的问题。这是对宇宙终极命运的探索。

关于宇宙的终极命运是怎样的?科学家们提出了“大撕裂”、“大冻结”、“大坍缩”等各种假说。

宇宙有没有边际,有多少物质?它会终结吗?3方面了解宇宙有多大

宇宙大撕裂

大撕裂假说认为,暗能量导致了宇宙在加速膨胀。这样宇宙就像是一个被吹鼓起来的气球,会变得越来越大。但如果这样无休止地膨胀下去,气球最终会被吹破。宇宙的膨胀也是这个道理。最终暗能量会强大到把原子核从原子中撕扯出来,并撕裂宇宙中存在的一切,使宇宙分崩离析。

按照大撕裂假说,宇宙的末日会发生在500亿年后。这样一前一后加起来,宇宙会存在638亿年。可是一些红矮星的寿命都不止于此啊。朋友们觉得638亿年对于宇宙来讲是漫长的还是短暂的呢?

宇宙有没有边际,有多少物质?它会终结吗?3方面了解宇宙有多大

宇宙大冻结

“大冻结”假说又叫做“宇宙热寂说”。这种假说认为,宇宙作为一个孤立的系统,宇宙的熵会随着时间的流逝而增加,由有序变为无序。最终宇宙的熵会达到最大值。这样宇宙中的物质全部转化为了能量,均匀地散布在了宇宙中的每一个角落。宇宙的温度极度接近绝对零度。

按照大冻结假说,宇宙达到最低能量状态这一天的到来将会在10^1000年后。

宇宙有没有边际,有多少物质?它会终结吗?3方面了解宇宙有多大

宇宙大坍缩

如果宇宙中缺少暗能量的斥力作用,那么宇宙最终会迎来第三种命运。这就是“大坍缩”假说。宇宙在膨胀到一定程度后将会停止膨胀。然后在引力的作用下,宇宙开始收缩。这样宇宙中又会回到大爆炸奇点。这或许又是一个新宇宙的起点。这样的话宇宙的时间长度将会是无限的。

宇宙中有多少物质

宇宙无论在空间的广度上还是时间的长度上都是非常大的。偌大的宇宙“容器”中盛放了多少物质呢?下面这张图叫作“哈勃极端深场”(XDF)。这是哈勃望远镜拍摄的最深远的宇宙图像,里面包含了3000多个星系。

宇宙有没有边际,有多少物质?它会终结吗?3方面了解宇宙有多大

哈勃极端深场

我们一定会想,包含了这么多个星系的天空一定会很大吧!结果却出人意料,哈勃极端深场拍摄的天空仅有满月面积的十分之一,整个天空的1270万之一的面积。就这么大点的天空中包含了3000多个星系。由此可见,宇宙中的星系数量是非常惊人的。

科学家根据哈勃极端深场推算,整个可观测宇宙中大约有2万亿个星系。可观测宇宙之外又有多少星系呢?我们不得而知。不过科学家研究认为,宇宙中构成星系的普通物质仅仅占了宇宙质能总量的4.9%。剩下的95.1%是我们尚且不熟悉的暗物质暗能量

宇宙有没有边际,有多少物质?它会终结吗?3方面了解宇宙有多大

宇宙

宇宙究竟有多大?对现在的人类来讲还是一个难解之题。或许在遥远的未来,科学会让我们更加接近问题的真相的。大家觉得有没有这种可能呢?


发表评论

评论列表

  • 这篇文章还没有收到评论,赶紧来抢沙发吧~