公益爱心援助定点医院 https://m.39.net/disease/a_5469129.html在现有的科学边界理论范围内,我们计算出可观测宇宙的直径约为亿光年。基于这个常识,我们会情不自禁地问出一个问题:可观测宇宙之外是什么?不可观测宇宙有多大?它真的是无限大吗?
想要讨论这些问题,我们需要先从地球出发。我们知道地球是正随着太阳系在宇宙中狂奔,在飞奔的同时它还进行着着自转和公转。就像那张著名的“暗点蓝点”所描述的一样:
它就在这里。那是我们的家园,我们的一切。你所爱的每一个人,你认识的每一个人,你听说过的每一个人,曾经有过的每一个人,都在它上面度过他们的一生。我们的欢乐与痛苦聚集在一起,数以千计的自以为是的宗教、意识形态和经济学说,所有的猎人与强盗、英雄与懦夫、文明的缔造者与毁灭者、国王与农夫、年轻的情侣、母亲与父亲、满怀希望的孩子、发明家和探险家、德高望重的教师、腐败的政客、超级明星、最高领袖、人类历史上的每一个圣人与罪犯,都住在这里——一粒悬浮在阳光中的微尘。
一切的一切,都在这颗直径一万两千多公里的球体上演绎着,地球只是宇宙中一颗微不足道的尘埃。就大小而言,就算在太阳系内,地球显得平平无奇,木星和土星的直径都至少比地球大十倍。
然而,木星也不是最大的行星,理论认为,当一颗天体的质量达到13-80倍的木星质量后,就会变成一种全新的天体:褐矮星。
褐矮星介于行星与恒星中间,是一种中间态天体。在它庞大的重力下,氘元素能够发生核反应,生成氦—3或者氚,释放出巨大的能量。这种天体的的质量虽然好几十倍于木星,但是它们的密度却很大,因此体积比木星大了多少。
当质量进一步变大,天体就会从褐矮星变成红矮星,这是恒星的入门级别。当质量进一步加大,天体由于巨大的重力,其体内的核聚变反应就会更加剧烈,其发光发热能力就会越来越强,最终就会变成最恐怖的蓝巨星。
这里解释下:恒星按照摩根基南系统进行分类,根据亮度、大小和质量进行分类。其中统计数据分为O、B、A、F、G、K、M7种类型。其中O就代表最大最强的蓝巨星,我们的太阳只是G型。
所以,宇宙中体积超大的恒星一般都是质量最大的蓝巨星在演化末期形成的红超巨星。这时候的恒星其体积能达到几十亿公里,比如盾牌座UY和史蒂文森2-18,尤其是史蒂文森2-18,这是目前已知的最大的恒星,其直径是太阳的倍以上,相当于亿个太阳,1.3亿亿个地球。
当然,史蒂文森2-18只是最大的恒星,并不是最大的天体,宇宙中已知的最大天体是一颗黑洞,这个黑处于洞OJ类星体的中心位置,是此前天文学家所记录最大黑洞的6倍,这是一个双黑洞系统,体积等同于银河系,质量约为太阳的亿倍。
但是单个天体再大,在天体系统集合面前依旧是不值一提。比如太阳系外层的奥尔特云结构,其半径能达到1光年。
不仅如此,当恒星汇集,就能形成星系,就算是最小的矮星系Segue1,也是由0多颗恒星构成的,直径有几百光年。更大的星系如IC,这个星系里包含有万亿颗以上的恒星,其直径达到了惊人的万光年,相当于银河系的50倍。除此以外还有比如射电星系,其覆盖区域更是达到了1万光年。
当星系组合,就能形成更大的天体结构,比如我们银河系就位于本星系群内,这是一个横跨数亿光年的超级结构。这些星系群在大尺度上进一步组合,就能形成宇宙丝状结构,这些丝状结构与宇宙空洞组合,看起来就像是人类的神经网络,其跨度能达到数十亿光年。比如“斯隆长城”结构的跨度就有13.7亿光年。
当然,由于我们的宇宙正在加速膨胀,这些丝状表观结构在未来会越来越大,宇宙中的物质密度将越来越小。那当这些结构膨胀到最后会去到哪里呢?现有的科学理论还不能给出答案,因为可观测宇宙的直径只有亿光年,在此之外的存在,我们一无所知。
为啥一无所知呢?还是因为宇宙的加速膨胀,处于这些范围以外的存在,其膨胀远离速度已经超越了光速,因此这些物体发出的光根本无法到达地球被我们发现。科学家计算估计,现在距离我们亿光年以外的星系将再也无法被我们看到,这意味着,在遥远的未来,天空中的星系将越来越少。
那么我们在可观测宇宙之外又是什么呢?从现有的宇宙学原理出发,我们很容易就能得到一个结论:可观测宇宙之外和可观测宇宙之内其实是一样的,里面都是各种星系和天体,并没有什么特别之处。
当然,有些理论猜测,不可观测宇宙的直径至少相当于可观测宇宙的倍,也就是说,可观测宇宙的体积仅仅相只占整个宇宙体积的六千四百万分之一。
当然,如果我们将多元宇宙理论考虑进来的话,那我们的宇宙就真的无限了。每一个宇宙就如同泡泡一样,这些泡泡宇宙被暴胀时空隔开。当然,这个猜测完全是空中楼阁,根本无法证明。