宇宙有多大?距地球150萬公里韋伯望遠鏡傳來的五張照片,讓人深思

宇宙到底有多大呢?距離地球150萬公里的詹姆斯韋伯太空望遠鏡告訴你答案。

繼哈勃望遠鏡之后,詹姆斯韋伯太空望遠鏡發射升天,并成功抵達了太陽-地球L2拉格朗日點附近的太陽軌道上,距離地球約150萬公里。

它號稱史上 最強望遠鏡,主要任務是觀測宇宙大爆炸之后的第一批恒星、第一批星系,以及找尋潛在的系外宜居星球。

2022年7月12日,詹姆斯韋伯太空望遠鏡的第一批全彩圖像和光譜數據正式發布。 照片一經發布,震驚了整個天文學家,引人深思,連吃瓜群眾們看到這些照片都都被深深震撼到了。

那麼問題來了,這些照片到底有什麼玄機?到底能告訴我們些什麼?

首批公布了5張照片,其中包括了 首張深場圖像,顯示的是一個編號為SMACS 0723的星系團。

在這張照片包含了 數千個像銀河系這樣的星系,同時還有3個讓人震撼的信息。

首先是時間上,這張照片顯示的是46億年前該星系團的模樣,此時太陽系乃至地球才剛剛誕生。

其次是空間上 ,它距離我們51.2 億光年(這是宇宙在膨脹,考慮膨脹效應的結果)。詹姆斯韋伯太空望遠鏡拍攝它時,捕捉的那片天空區域,大概就是一個人拿起一粒沙子,胳膊伸直舉向天空,這個沙子占據覆蓋的一片天區。 就這麼一點大的地方,卻拍出了數千個星系。

這就是說,如果我們的眼睛擁有詹姆斯韋伯太空望遠鏡那樣的性能,我們看到的應該就是滿天繁星。

最后是在這張照片當中,中心位置有很多圓形或者橢圓形的斑點,這其實是這個星系團中的星系,而在它們周圍還有很多彎曲的弧線。

它們其實距離遠遠超過51.2億光年,達到了100多億光年,是距離我們非常非常遙遠的天體,只是因為SMACS 0723的星系團彎曲了周圍的時空,把這些天體的光線掰彎了,才讓我們看到,這就好比一個透鏡一樣,起到了「放大鏡」的效果,這個現象也叫作: 引力透鏡現象,曾是愛因斯坦廣義相對論驗證的內。也就是說,它無形中證明了相對論的準確性。

僅從這麼一點天區,就拍攝到這麼多的天體,讓我們掌握這麼多的信息,足可見這張照片的重要性。但除此之外,其實我們還能從中學到一個啟示: 宇宙之大遠遠超過人類的想象力。為何這麼說呢?

這張照片其實告訴我們一個道理:從地球上任意一個方向看去,盡可能看得遠,那麼你可以看到許許多多的天體,這在之前哈勃望遠鏡的觀測中也能證明。 這就意味著地球周圍的宇宙世界幾乎都是一樣的,難道地球是宇宙的中心嗎?

不!這個說法不準確。事實上更像是宇宙太大,幾乎是無限大的,所以處處都是中心,無論往哪個方向看,宇宙都一眼望不到邊。不信?我們來看看之前的一些發現!關于地球,人類曾經有過錯誤的認知。

人類對宇宙的認識

在最開始時,人類認為地球是宇宙的中心,所有的天體都圍繞著地球運動,為此,人們還繪制過非常復雜的地心說模型圖。

可是,后來哥白尼、伽利略、開普勒等通過觀測發現,地球并不是宇宙的中心,太陽更可能是宇宙中心,并提出了「日心說」。

然而,牛頓的出現,徹底摧毀了地心說和日心說,因為牛頓世界觀下宇宙應該是無限大的,是由引力主導的宇宙。

愛因斯坦則在廣義相對論中,添加了一個宇宙常說,認為宇宙[大尺度]下是靜態的,這就是愛因斯坦的 有邊無限靜態宇宙的模型。

可是宇宙從不以人類意志為轉移,后來梅勒斯以及哈勃又發現,宇宙并不是靜止了,而是會膨脹,天文學再次得到發展,提出了「宇宙大爆炸」理論,以及標準宇宙模型等。

從天文學的發展來看,我們會看出科學的進步讓我們越來越認識到自己的渺小, 從過去認為地球是宇宙的中心,到地球只是宇宙中微不足道的存在。

這也讓越來越多的人好奇,宇宙究竟有多大,人類究竟有多渺小?

宇宙究竟有多大?

宇宙的大小,可以分為三個角度:

時間角度

在過去,我們認為宇宙是靜態的,是一成不變的,但是哈勃在觀測銀河系外的星系時發現,大多數星系發生了紅移現象,這說明這些星系正在遠離我們。

而且,越是距離我們越遠的星系,遠離我們的速度就越快。這就讓人很奇怪,要知道的是,如果只是個別星系出現運動,那應該是有的靠近我們,有的遠離我們,為何這些星系都會遠離我們呢?

對此科學家提出了一個理論: 宇宙正在膨脹,我們可以把宇宙想象成一個氣球,在氣球逐漸膨脹的過程中,遠處的星系確實會遠離我們。

而反過來,宇宙正在膨脹說明 宇宙在早期時應該會聚合在一起,科學家們把這個點「奇點」。奇點體積無限小,溫度無限高,密度無限大,奇點之后宇宙大爆炸。

科學家通過研究發現,宇宙起源于138億年前,這段時間宇宙發生大爆炸。但是此時的地球并未形成,直到46億年前,物質在引力的作用下匯聚在了一起,形成了太陽,形成太陽的邊角廢料形成了太陽系內的行星、衛星、小行星等。

地球起源于46億年前,但是直到42億年前左右,地球上才開始出現生命,生命不斷演化,各個生物你方唱罷我登場,輪流在地球上稱王稱霸,但又在一次次大滅絕中遭遇洗牌,被洗出牌桌。

人類的興起,也是在最近幾十萬年,20萬年前非洲地區演化出了早期智人,6.5萬年前,智人開始走出非洲,一路擴散到世界各地,演化成為了如今的我們。

人類的文明誕生于1萬年前左右,而在過去很長一段時間里,人類對宇宙的認識都是九牛一毛,直到近200年來,科學技術不斷發展,我們才逐漸從現代科學儀器中了解到宇宙有多大,人類有多渺小?

從時間角度來看,宇宙已經存在了138億年,而人類文明只有短短的1萬年左右,兩者相比較之下,宇宙真可謂是大到超乎想象。

空間角度

從空間角度來看,人類更是小到幾乎可以忽略的地步。

我們知道,人類居住在地球上,而地球又只是太陽系內普通的一員,太陽系非常大,大到我們人類派出的第一艘無人飛船,目前朝著太陽系邊緣已經飛了40多年,可仍舊沒有飛出太陽系,至少還要3萬多年才能飛出太陽系。

可能你會覺得,太陽系已經足夠大了,但實際上,太陽系只不過是銀河系普通的一員,銀河系中的恒星數量大約在1000億-4000億之間,太陽系渺小到就算消失,可能銀河系都不知道。

銀河系已經是足夠大了吧,可銀河系也只是本星系群普通的一員,這里有幾十個像銀河系這樣的星系,直徑大約是1000萬光年。

本星系群又位于室女座超星系團中,直徑大約是1.1億光年,像銀河系這樣的星系,大約有4.7萬個,在這里,別說是人類了,就連地球都渺小到幾乎不存在。

超室女座星系團又位于拉尼亞凱亞超星系團中,它的直徑達到了2.5億光年,這里大到已經超乎到人類的想象。

目前人類能夠觀測到的最大范圍,,別說是人類,就連光從地球上飛出,要達到可觀測宇宙的邊界都需要930億年,可想而知究竟有多可怕!

這里多說一下,之所以宇宙誕生才138億年,可觀測宇宙就已經能達到930億光年,這是因為宇宙是在膨脹的,剛開始時可觀測宇宙沒那麼大,后來膨脹到如此遙遠。

而可觀測宇宙又只是宇宙中的一員,甚至是忽略不計的存在,由此可見宇宙究竟有多大,人類究竟有多渺小。

物質角度

從時間和空間角度來看,宇宙大到超乎人類的想象,但你以為這就是人類渺小的存在嗎?

不不不!

從物質角度來看,人類也是渺小到幾乎可以忽略不計!

宇宙中存在四大相互作用力,分別是: 電磁力,引力,強相互作用力,弱相互作用力。

其中我們能看到的東西,主要依靠電磁力,但如果有一種物質,不參與電磁相互作用會怎樣呢?

其實,我們就會看不到他,暗物質和暗能量就是如此,它們不參與電磁相互作用,所以我們看不到它。

然而研究發現,暗物質和暗能量才是宇宙中的大多數, 它們的占比占據了95%,而人類可見的物質只有5%,這也說明別說是空間和時間上了,就算在同一空間和時間,也有許多我們看不到的物質,可它們又實實在在的存在宇宙中。


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