人类对宇宙的认识经历了漫长而曲折的过程,在古代人类视野范围很小,以为看到的就是真实的,于是产生了“地平说”、“地心说”、“日心说”这些现在看起来非常荒谬的理论,并且还为这些理论的正确与否争得你死我活,从20世纪50年代开始,人类航天技术获得空前发展,对宇宙的认识才有了一定的加深,原来我们一直踩着的、看起去非常平坦的地面竟然是弯曲的;地球不是宇宙中心,太阳也不是,甚至银河系都不是宇宙中心,宇宙中心在哪里成为一个新的谜团,虽然人类已经解开了很多古代未解开的谜团,但是一些新的谜团又接踵而来,人类发现宇宙中似乎存在永远解不完的谜团。
地心说想象图
现在人类面临的谜团只不过是把古代的谜团升级了一下,变成了现代难以解释的升级版谜团,就比如宇宙中心这个问题,古代认为地球、太阳是宇宙中心,现在知道它们不是了,可是依然没有找到宇宙中心在哪里这个核心答案,而且除了宇宙中心在哪里这个谜团以外,人类还发现很多大谜团,包括宇宙有没有外星人、宇宙有多大、宇宙是怎么诞生的、宇宙未来何去何从、宇宙边界在哪里......众多谜团让人类感到剪不断理还乱。
宇宙存在数不清的天体
不过人类发现这个谜团是相互关联的,也就是说只要解开这些大谜团中的一个,其他谜团也会得到答案,就比如解开宇宙有多大这个谜团,那么就可以解开宇宙有没有外星人、宇宙边界在哪里、甚至还可以解开宇宙是如何诞生的、宇宙未来命运如何这些相关联的谜团,因此人类把这种谜团称为宇宙终极谜团,而“宇宙到底有多大”就是其中一个终极谜团,由于宇宙有多大是终极谜团,因此人类一直在寻找宇宙有多大的答案,对于宇宙有多大,目前人类已经得出了三个答案,分别是360亿光年、930亿光年、2520亿光年,为什么会出现三个答案呢,这三个答案又是怎么来的呢?
旅行者1号是人类目前飞行距离最远的飞行器,距离地球220亿公里
首先来说说180亿光年这个答案,180光年之所以被认为是宇宙边界,是因为这个范围是从地球出发,人造飞行物所能够达到最远的距离,也就是人类即使掌握了光速飞行,最远也就只能飞180亿光年,不能再远了,为什么呢?因为宇宙在膨胀啊,由于宇宙在膨胀,180亿光年外的宇宙空间在不断加速远离,而且是超光速远离,这些宇宙空间远离的速度比光速飞船的飞行速度还要快,因此光速飞船永远无法追上以超光速膨胀的宇宙空间,根据科学家计算,在可观测的宇宙部分,94%的天体远离的速度超过光速,因此有人把180亿光年定义为宇宙边界,也就是半径,由于180亿光年半径,因此可以计算出直径为360亿光年,也就是宇宙大小为360亿光年。
人类绘制的可观测宇宙全景图
再来说说465亿光年是怎么回事,465光年就是人类可观测宇宙区域了,这个很好理解,就是人类使用太空望远镜能够观测到最远距离发出光的那部分宇宙区域,目前这个距离是465亿光年,由此推算可观测宇宙半径为465亿光年,直径为930亿光年,930亿光年就是可观测宇宙的大小。很多人疑惑,宇宙年龄才137亿光年,怎么宇宙半径比宇宙年龄还大3倍,按理说宇宙光发出最远距离是138亿光年,怎么算的465亿光年?同样是宇宙膨胀在作祟,宇宙膨胀无形中让天体多飞了一段距离,最远天体本来在138亿光年处发出光被人类看到,可是宇宙在超光速膨胀,硬是把宇宙最远天体膨胀到465亿光年处,所以人类看到的最远的光是465亿光年,这就是宇宙半径,也就是宇宙边界可能在465亿光年附近。
可观测宇宙之外就是不可观测的宇宙部分
最后再来说说2520亿光年是怎么回事,我们知道宇宙分为可观测宇宙和不可观测宇宙,不可观测宇宙就是宇宙膨胀到光都无法观测到的宇宙区域,科学家估计这部分区域大小为比可观测宇宙区域还要大,大概为2520亿光年,那么科学家是如何计算得2520亿光年的呢?
计算公式如下:
可观测宇宙直径:930亿光年,半径为465亿光年
球体积计算公式: V球=(4/3)πr^3, r为球半径
可以计算出宇宙的体积:V可见宇宙=(4/3)πr^3=(4/3)π465^3=410423159
科学家发现宇宙可见物质的质量占宇宙总质量的5%,其余95%物质是暗物质。
宇宙总体积:V宇宙总体积=V可见宇宙/5%=8208463180
宇宙总体积近似可见宇宙体积的20倍
由以上计算出宇宙总直径:2520亿光年,半径约1260亿光年。
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