你很有可能聽(tīng)說(shuō)過(guò)一句話“每件事是相對(duì)的”。當(dāng)你考慮我們?cè)谟钪嬷械奈恢?,每樣?xùn)|西真的都是相對(duì)的。我在記錄溫哥華島中部,在太平洋,在加拿大海岸外。我現(xiàn)在站在大約6370千米遠(yuǎn)離地球的中心那邊。
圖解: 我們?cè)诳捎^測(cè)宇宙中的位置。
從我的觀點(diǎn)來(lái)看,太陽(yáng)在那里。它和手里拿著一角硬幣一樣大。對(duì)于我來(lái)說(shuō)他是真的真的很遠(yuǎn)。因此,他比你裸眼能看見(jiàn)的任何東西都要遠(yuǎn)在這個(gè)確切的時(shí)間。我大約離太陽(yáng)一億五千萬(wàn)遠(yuǎn),你也一樣。我們?cè)陂_(kāi)拓一個(gè)橢圓的軌道它可以用一年的時(shí)間來(lái)完成一個(gè)環(huán)形旅途。你,我還有地球都位于我們的太陽(yáng)系統(tǒng)內(nèi)。它包括太陽(yáng),8個(gè)星球,大量積冰,巖石還有塵埃。我們?cè)谇度胄窍瞪钐帲y河系。它是一個(gè)直徑達(dá)120000光年的星盤(pán)。
圖解: X射線雙星系統(tǒng)中的巨星-吸積盤(pán)示意圖
我們的太陽(yáng)系位于銀盤(pán)的中央。而中間,我的意思是銀河系的中央大約是27000遠(yuǎn),并且銀河系的邊緣和那邊大約是一樣的距離。我們的銀河系只是一個(gè)被稱(chēng)為局部星系群的更大的星系集合中的一個(gè)星系。在本地組中有36個(gè)已知對(duì)象。大部分都是矮星系。然而,還有三角座星系,銀河系,仙女座星系…他們是目前為止最大,質(zhì)量最大的天體在局部星系中,它的大小是銀河系的兩倍,質(zhì)量是銀河系的四倍。
在我和你看來(lái),仙女座離我們只有250萬(wàn)光年。還是只有250萬(wàn)光年遠(yuǎn)?我相信你們都明白了。
這個(gè)局部星系被嵌入到一個(gè)更大的星系群中,被稱(chēng)為室女座超星系團(tuán),包含至少100個(gè)星系群和星系團(tuán)。超星系團(tuán)大致的中心在處女座。也就是現(xiàn)在,大約6500萬(wàn)光年遠(yuǎn)。這讓距離仙女座星系250萬(wàn)光年的旅程看起來(lái)就像一個(gè)下午的家庭汽車(chē)旅行。毫無(wú)疑問(wèn),室女座超星系團(tuán)也是更大結(jié)構(gòu)的一部分。
圖解:MACS J0152.5-2852是一個(gè)巨大的星系團(tuán),在影像中看到的每一個(gè)天體幾乎都是星系,而且每個(gè)都擁有千億顆恒星。
魚(yú)-鯨座超星系團(tuán)復(fù)合體。這是一個(gè)巨大的銀河超星系團(tuán)直徑約1.5億光年,長(zhǎng)度約10億光年。中間就在那邊。10億光年?這讓處女座星系看起來(lái)就在角落。那么我們講到哪了?你在哪里,我在哪里,地球在整個(gè)宇宙的哪里?可觀測(cè)宇宙的邊緣是138億光年,但他也是138億光年。
圖解:VIPERSv巡天調(diào)查了數(shù)以千計(jì)星系的位置。
宇宙學(xué)家認(rèn)為如果你向任何方向移動(dòng)足夠長(zhǎng)的時(shí)間,你就會(huì)回到起點(diǎn),就像你在地球表面向任何一個(gè)方向移動(dòng),然后回到起點(diǎn)一樣,換句話說(shuō)地球位于宇宙的中心,聽(tīng)起來(lái)真的很神奇。
你和我就在這里真是太巧了,死的中心正好在宇宙的中間,讓我們聽(tīng)起來(lái)很重要,不是嗎,但是考慮到宇宙中的其他所有點(diǎn)也都位于宇宙的中心。
圖解:使用MPG/ESO2.2米望遠(yuǎn)鏡附加的廣視野成像儀捕獲的豐富且擴(kuò)散的星系。
你沒(méi)聽(tīng)錯(cuò),你能想象到的宇宙內(nèi)部的每一個(gè)點(diǎn)都是宇宙的中心,這無(wú)疑使我們的全球相關(guān)性計(jì)劃變得更加復(fù)雜。所有這些確實(shí)讓仙女座看起來(lái)很近…它仍然在那里,在宇宙的中心。哦,宇宙中的每一個(gè)點(diǎn)都是宇宙的中心嗎?這個(gè)我們留到下一集再說(shuō)。
相關(guān)知識(shí)
20世紀(jì)早期,俄國(guó)物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家亞歷山大·弗里德曼以廣義相對(duì)論著手解釋宇宙,他認(rèn)為宇宙不是靜態(tài)的,并指出:“我們不論往哪個(gè)方向看,也不論在任何地方進(jìn)行觀察,宇宙看起來(lái)都是一樣的”,幾年之后,弗里德曼這個(gè)觀念被美國(guó)天文學(xué)家埃德溫·哈勃所證實(shí)。為此,霍金在《時(shí)間簡(jiǎn)史》第三章中寫(xiě)道:如果不去管在小尺度下的差異(我們星系中的其他恒星形成了橫貫夜空的銀河系的光帶),而看得更遠(yuǎn)的話,則宇宙確實(shí)在所有的方向看起來(lái)是大致一樣的。
1965年,兩位美國(guó)物理學(xué)家阿諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜無(wú)意中探測(cè)到宇宙微波背景(由亞歷山大·弗里德曼的學(xué)生喬治·伽莫夫首先提出),而由于不管我們朝什么方向進(jìn)行測(cè)量,其所測(cè)得的微波輻射都是一樣的(變化總是非常微小),就進(jìn)一步證明了弗里德曼實(shí)際上異常準(zhǔn)確地描述了我們的宇宙。此外,霍金指弗里德曼也提出了另外一個(gè)沒(méi)有任何科學(xué)的證據(jù)支持或反駁的假設(shè):“從任何其他星系上看宇宙,在任何方向上也都一樣”,不過(guò)霍金自言相信另一個(gè)假設(shè)只是基于謙虛:“因?yàn)槿绻钪嬷辉趪@我們的所有方向顯得相同,而在圍繞宇宙的其他點(diǎn)卻并非如此,則是非常令人驚奇的!”