宇宙構成示意圖(宇宙到底有多大)
2023-04-23 19:24:13 1
(來源: 京城操盤手(微博:期貨操作手))
一、太陽系有多大?遠遠超我們的預期,最快的宇宙飛行器,需要2萬年才能飛出太陽系;為了形象地認知宇宙大小,按比例,將太陽系縮小為3平米
我們知道,太陽系有八大行星,按照離太陽的距離,依次為水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。2006年,冥王星被劃為矮行星,從太陽系九大行星中被除名。
50億年後,太陽將變成紅巨星,迅速膨脹,吞噬地球,地球將會滅亡。
圖:我們太陽系中的八大星系
1、最早認為:柯伊伯帶是太陽系的邊緣;宇宙飛行器花了40年,已飛出該區域
柯伊伯帶是太陽系在海王星軌道外黃道面附近、天體密集的中空圓盤狀區域,距離太陽約30天文單位(一個天文單位,等於地球和太陽之間的平均距離)。柯伊伯帶中包含著上千個小行星。
1977年,美國發射旅行者1號,時速約60000km,是我國高鐵速度(約300公裡/小時)的200倍,已經於2014年飛出了柯伊伯帶。
如圖:八大星系之外的群行星,就是柯伊伯帶
2、後來科學主流認為:奧爾特星雲才是太陽系的邊界,飛行器要飛行2萬年才能飛出太陽系
凡是受到太陽系引力的作用,都屬於太陽系,科學家發現,很遠的地方有一片奧爾特星雲,像球體一樣,將太陽繫緊緊包著,但是至今為止,人類對奧爾特星雲,都知之甚少。
奧爾特星雲的半徑為1光年,距離太陽約50000~100000個天文單位(相比距離柯伊伯帶,半徑放大了2000倍)。
1光年就是光一年運行的距離,光的運行速度是3×10^8m/s,一年運行的距離約9.46萬億公裡。人類最快的宇宙飛船旅行者一號,時速6萬公裡,按照計算,1光年的距離,旅行者一號要飛行2萬年,這意味著需要飛行2萬年,宇宙飛行器才能穿越奧爾特星雲,飛出太陽系。(可惜,2025年,旅行1號因為耗盡電池,將無法工作)
圖:與奧爾特星雲新認定的太陽系相比,柯伊伯帶認定的太陽系只是一個點
3、為了形象地認知宇宙大小,將太陽系縮小到3平左右,即一個大桌子的面積
為了形象地展現宇宙到底有多大, 我們按照濃縮比例:1光年與1米(即9.46萬億公裡:1米)。即太陽系的半徑縮小到1一米(太陽系的半徑約為1光年),那麼宇宙該有多大呢?太陽系的半斤為1米的話,太陽系的面積是3.14平米,即一個大桌子的面積。
圖:按照比例,將太陽系縮小到3.14平的桌子,八大行星就是中間的小點點
二、銀河系有多大?太陽系縮小到一個桌子面積,則銀河系等於半個北京市
1、銀河系實際有多大?
銀河系包括約2000億顆恆星,而我們肉眼在晚上能看到的恆星只有2500顆,感覺是滿天星星,其實相比銀河系的恆星數量,我們肉眼看到的恆星簡直完全可以忽略不計。銀河直徑約10萬光年,宇宙飛行器要飛行20億年,才能穿越銀河系。20億年前,地球上還是巖石沙塵,毫無生命。
太陽是銀河系中不起眼的普通星系,在銀河系的獵戶支臂上,至銀河中心的距離大約是2.6萬光年,飛行器要飛5億年,才能飛到中心。
圖:我們漂亮的銀河系,中心是巨大的黑洞,太陽系圍繞中心旋轉
圖:太陽至銀河系中心的距離約是2.6萬光年,飛行器要飛5億年,才能飛到中心
2、距離銀河系最近的大星系,是仙女座星系
仙女座星系是距銀河系最近的大星系,距離地球約250萬光年,宇宙飛行器要飛行500億年,才能達到仙女座星系。仙女星系的直徑22萬光年,是銀河系的兩倍,仙女座星系裡有多少顆恆星?不同的科學家有不同的說法,有科學家認為,仙女座星系有近一億億顆恆星,遠比銀河系多。
仙女座星系和銀河系都圍繞兩個星系的中心旋轉,並且逐步靠近,計算30億年後,仙女星系將會和銀河系相撞,最終形成一個大星系,地球很可能會被毀滅。
圖:左為仙女座星系,右為銀河系
3、按照上面比例,太陽系縮小到一個桌子面積,則銀河系等於半個北京市
按照上面的比例關係,1光年為1米,太陽系相當於一個大桌子的面積,那麼銀河系該有多大呢?按此比例計算,銀河系的半徑為5萬米,即50公裡,銀河系的面積是近8000平方公裡,等於北京市1.6萬平方公裡的一半面積(包括北京市的延慶縣、密雲縣等農村區域),即按比例計算,銀河系相當於半個北京市。
三、銀河系的上一級——本星系群,有多大?相當於北方五省
本星系群是指銀河系、仙女星系、麥哲倫星雲等50個星系組成,直徑大約1000萬光年,比銀河系大100倍。
圖:我們的本星系群
本星系群的天文觀測圖:
按照上面比例,太陽系縮小到一個桌子面積,則本星系群相當於北方五省
按照地圖的濃縮比例,太陽系縮小到一個桌子面積,銀河系相當於半個北京市,本星系群相當於80萬平方公裡,等於河北 山東 河南 山西 陝西五省的面積總和。參考: 河北的面積:18.9萬平方公裡;山東面積:15.8平方公裡;河南面積:16.7平方公裡;山西面積:15.7平方公裡;陝西:20.58平方公裡。
圖:按照圖例,銀河系和本星系群的對比關係
四、本星系群的上一級:室女座超星系團,有多大?相當於中國
室女座超星系團,包含本星系群在內的約100個星系群與星系團,直徑約1.1億光年。該星系團的中間是室女座星系團,圍繞中間旋轉,所以該星系團叫做 室女座超星系團。本星系群位於室女座星系團的邊緣。
圖:我們的室女座超星系團
按照地圖比例,室女座超星系團,相當於中國
將太陽系縮小到一個桌子面積,銀河系相當於半個北京市,本星系群相當於北方五省的面積總和,則室女座超星系團是900萬平方公裡,略等於中國的面積總和,相當於中國。
圖:銀河系,本星系群和室女座超星系團的對比關係
五、室女座超星系團的上一級——拉尼亞凱亞超星系團,相當於亞洲
拉尼亞凱亞超星系團,在2014年才被發現,由包括室女座超星系團在內的上百個星系團,或10萬個類似銀行系的星系構成,就像一片鴨絨羽毛,直徑約為5億光年。
圖:我們美麗的拉尼亞凱亞超星系團,像非常漂亮的羽毛
圖:我們銀河系在拉尼亞凱亞的邊緣地帶
按照地圖的濃縮比例,拉尼亞凱亞超星系團,相當於亞洲
按照地圖的濃縮比例, 將太陽系縮小到一個桌子面積,銀河系相當於半個北京市,本星系群相當於北方五省的面積總和,則室女座超星系團略等於中國的面積總和;拉尼亞凱亞超星系團,相當於4000多萬平方公裡,約等於亞洲的面積總和。亞洲面積:4457.9萬平方公裡。
圖:銀河系,本星系群,室女座超星系團和拉尼亞凱亞超星系團的對比關係
六、宇宙,有多大?按照比例,太陽系相當於3平,宇宙相當於15個地球面積
宇宙年齡138.2億年,可觀測宇宙的直徑大約是930億光年。宇宙包含的恆星:約1 000 000 億 億 顆恆星。宇宙中包含超過1000億個不同大小的星系,每個星系平均有1000億個恆星,最小的星系有1000萬個恆星。假設宇宙中存在外星生命的概率只有0.0001%,這已經是不可能發生的事件了,但是按照此計算,宇宙中還有1 億億顆恆星系中存在生命,所以宇宙中存在外星生命的概率是很高的。
我們的宇宙像高速公路密密麻麻,其中比較亮的點是類似拉尼亞凱亞超星系團的超大星系團,很小的亮點是類似銀河系的星系。
圖:我們的宇宙,像高速公路一樣密密麻麻
按照地圖的濃縮比例,太陽系相當於3平,宇宙相當於地球面積的15倍
按照地圖的濃縮比例,將太陽系縮小到一個桌子面積,銀河系相當於半個北京市,本星系群相當於北方五省,則室女座超星系團相當於中國;拉尼亞凱亞超星系團,相當於亞洲;宇宙相當於74.4億萬平方公裡,等於地球總面積的15倍,即相當於15個地球。地球表面積:5.1億平方公裡。
圖:銀河系,本星系群,室女座超星系團和拉尼亞凱亞超星系團,1/15的宇宙:對比關係
目前人類最快的宇宙飛行器,飛出太陽系需要2萬年,穿越銀河系需要20億年,穿越本星系群,需要2000億年,穿越室女座星系團,需要2萬億年,穿越拉尼亞凱亞超星系團,需要10萬億年,穿越宇宙的話,需要2000萬億年,相當於宇宙從爆炸到現在,經過15萬次輪迴,才能穿越宇宙。