|
宇宙到底有多大？是否像人的生命一样存在着尽头？相比于渺小的人类，地球和太阳的体积已经是想象的顶端了，而宇宙包裹的物体还不只有地球与太阳，还是亿亿万颗这样庞大星体的家乡。 浩瀚的宇宙 看到这里不少人的嘴巴已经合不上了，震惊于它的辽阔，那么这样辽阔的宇宙到底有没有尽头呢？海的尽头是天涯，那么宇宙的尽头是另一片浩瀚无垠的宇宙吗？ 宇宙的范围为了探究宇宙有多大这个问题的答案，不少学者都进行了废寝忘食的观测和计算。其中以美国物理学家Neil Cornish最为典型，经过多年的观测他发现宇宙的直径至少有780亿光年。 宇宙直径780亿光年 Neil Cornish之所以说出这样一个数据，并不是单靠想象得来的，他当时就宇宙范围的问题组建了一支研究小队，经过队员们年复一年的努力，他们确定了宇宙尺寸的下限，但是对于宇宙的上限还是没有答案。 小组的科学家们使用了WMAP探测器来分析宇宙背景微波辐射，通过这个手段他们探测到了宇宙形成最初期产生的微波辐射。经过对微波辐射的计算，他们发现这些辐射没有不规则性，故而Cornish做出结论认为，宇宙比我们的设备所能观测到的范围要大，并且它的直径至少有780亿光年。 WMAP探测器 宇宙探索的器具人们对于宇宙的探索从远古时期就开始了，起初我们是用肉眼观测，通过对满天星辰的观察我们也确定了不少的星系。尽管我们看到的星星全都是银河系中的恒星。但是银河系的直径也有10万光年，太阳距离银河系中心约3万光年。 就是说与太阳处于银河系同一侧的恒星，距离太阳最远约4万－5万光年。位于银河系另外一侧的恒星距离太阳最远约8万光年。位于其他星系的恒星，用我们的肉眼是看不到的，我们能看到的星星离地球最远不超过8万光。 银河系内有着大量恒星 为了观测到越来越多的星系，在16世纪古代罗盘开始出现。作为一种观察天文的仪器，罗盘不仅可以用来观察星体和天空还可以用来确定时间方向。 它的主体是一个圆形盘面和几个同心的圆环，还有一根绕着这个圆心在盘面上任意旋转的测量标杆圆心的中心对应的是北极。围绕着北极有三个同心圆，分别代表着北回归线赤道以及南回归线，由于当时地理的局限性以及大多数文明分布在北半球，所以星盘无法观测南回归线以南的天空。 古代罗盘 随着科学的进步，在1609年伽利略制作出第一台望远镜，凭借这台望远镜伽利略观测到了太阳黑子、月球环形山、木星的卫星、金星的盈亏等现象。 而通过对这些现象的发现，伽利略明白了宗教地心说的错误，看到了哥白尼日心说的可取之处。当时候的望远镜主要是从眼镜当中找到原理的，因此对于星体的观察还是有一定的局限性。为了对其进行改进，苏格兰天文学家格里高利利用光的反射原理制成格里高利式反射镜。 伽利略制作了第一台望远镜 望远镜就这样开始不断发展，从光学波段到全波段，从地面到空间，观测能力越来越强，可捕捉的天体信息也越来越多。望远镜的诞生为现代天文学的发展提供了极大的意义。望远镜一般是由两个镜头组成，一个是主镜用来观测目标，另一个是寻星镜，是用来寻找目标的也叫做瞄准镜。不过望远镜相比于前两个器具，即使可以进一步观测到星体，但离星体还存在着一定的距离，于是我们又发明了人造卫星以及宇宙飞船来近距离的观察星体。 天文望远镜的构成 这些倒暂且搁置不提，我们将视线转回宇宙的终点上，号称发现宇宙尽头的观测仪器就是哈勃天空望远镜，是一种光学望远镜.它主要是接收地面控制中心的指令，并将各种观测数据通过无线电的形式传回地球. 它位于地球大气层之上,因此与地基望远镜相比，哈勃天文望远镜离星体的距离更近，对于星体的观测也就更加的准确，并且还能够看到其他地基望远镜看不到的星体。 哈勃望远镜 并且因为地处大气层之上，哈勃的影像也不受大气湍流的影响，因此视线极佳，而且还能够观测臭氧层的变化。在上个世纪90年代发射成功之后，哈勃天文望远镜就成为了天文史上极为重要的仪器，这一定程度上极大地弥补了地面观测的不足。 哈勃望远镜的出现弥补了地面观测的不足 宇宙的尽头？在哈勃望远镜上天之后，我们得到了许多珍贵的新体资料。到21世纪时哈勃望远镜更是发现了目前光学影像所见的宇宙最深处的星系。在2016年时巡天调查研究小组发现了位于大熊星座影像中，微弱模糊的光斑。而这些微弱模糊光斑，也就是人类目之所及最遥远的星系GN-Z11。 这一个星系的发现让很多天文学家十分的欢喜，之所以会这样是因为这一星系已经存在了134亿年，而宇宙诞生从现在也不过是138亿年，也就是说这个遥远的星系在宇宙诞生不久的时间内就出现了。 GN- Z11 因此有很多的人认为GN-Z11的发现有可能会帮助我们发现宇宙的边缘。我们知道由于星体的距离十分的遥远，我们一般以光为单位进行测量。如今我们看到的GM-Z11的光，其实是来自于134亿年前发出的。一般来说光可以在真空中没有损耗的传播，但是那些遥远的恒星的光芒还是很难传达到地球上。这是因为身体间的距离与宇宙的年龄有着密不可分的关系。 GN- Z11距离地球有134亿光年 曾经有天文学家认为，如果物体的距离足够远的话，光就不会传播到地球上来，因为那超过了宇宙的年龄。因此换句话来说就是我们可以观测到的宇宙边缘，受宇宙年龄的限制，人类可以观测到的距离，绝对不会超过宇宙的年龄。 宇宙如今只有138亿岁，而形成一个星系需要耗费大量的时间。因此有134亿岁的GN-Z11星系是目前我们有可能观测到宇宙尽头的唯一凭借。 宇宙全景图 于是天文学家就对GN-Z11与地球之间的距离进行了测量。之后便得到了令人震惊的答案，两个星系之间竟然相隔320亿光年。这可比宇宙的年龄还要大了，于是这一个问题就引起了许多天文学家的疑惑。 大于宇宙的年龄通过不断的研究天文学家发现宇宙并不是静止不动的，而是一直膨胀的，并且其膨胀的速度不断的加速，甚至超过了光的速度。 而之所以会出现这一现象，是因为宇宙中占据主体的暗能量，在其强大的排斥力的作用下，使得物质的密度进行了下降.物质密度下降后，引力作用也就逐渐变弱而暗能量.因其密度恒定的特性并不会使自身排斥力因空间变化而被削弱，因此就加剧了宇宙膨胀的速度。 宇宙并非静止不动的 当宇宙膨胀之后，宇宙中的恒星星系以及各种星体由于宇宙体积的扩大，这些星体之间的距离也就越来越大，而这也就是为什么GN-Z11到地球的距离会超过宇宙年龄的原因。 那么，通过GN-Z11于地球的距离的测量能否探测到宇宙的边缘呢？如果宇宙的膨胀一直不断地继续的话，那么星体与星体之间测量是否还存在意义，毕竟光的速度都比不上宇宙膨胀的速度，对当前人类的科技而言，我们还无法与其速度相比。 宇宙膨胀示意图 因此天文学家们对于宇宙的尽头也是各执一词。但是在很多的人认为这一次GM-G11的发现，人们也算是看到了可观测宇宙的边缘，宇宙就在此处终结。 至于可观测的宇宙边缘到底有什么？可观测范围之外的宇宙终点到底是什么？仍然是一个谜团。 但我们可以确定的是宇宙终将会有终点，不管是时间上还是空间上，正如人有生老病死一样，宇宙也会如此。
| 
發表於 2022-3-2 02:36:28
狗仔卡
!