从古至今人类一直都在不断的研究和探索世界的奥秘,古代由于人类的科技不够强大,所以古人认为地球就是唯一的世界,在原始社会到农业文明早期,人类对世界的认知局限于双脚可及的范围,原始部落以聚落为中心,活动半径通常不会超过10公里,古埃及人将尼罗河两岸视为世界全部,认为河流之外是无尽沙漠;中国先秦时期的“天下”概念,最初也仅指代黄河中下游的中原区域,《尚书》中“方五千里”的记载,正是当时人对“世界大小”的直观判断。到了公元前6世纪后,随着游牧、航海和贸易发展,人类开始突破生存圈,认知边界首次大幅度扩张,古希腊航海家通过地中海航行,发现不同地区的星空、气候存在的差异,更关键的突破是球形大地理论的提出。
15世纪至17世纪,大航海时代彻底改写了人类对世界大小的认知。此前,欧洲人认为“世界以欧洲、亚洲、非洲为主体,大西洋和太平洋是无尽的海洋”;1492年哥伦布横渡大西洋抵达美洲,1519-1522年麦哲伦船队完成首次环球航行,用实践证明“地球是球形,海洋可以连通”。17世纪望远镜的发明,让人类的认知突破“地球”,迈向宇宙。伽利略通过望远镜观测木星卫星、月球表面,证明“地球不是宇宙中心”;哥白尼“日心说”的普及,让人类意识到“地球只是太阳系中的一颗行星”,而太阳系的大小远超想象——1846年海王星的发现,证实太阳系边界至少延伸至30天文单位(1天文单位约1.5亿公里)。
现在根据科学家的研究我们能够知道,太阳系的边缘在奥尔特星云,只有飞出奥尔特星云才算是真的飞出了太阳系,对于人类来说,太阳系已经非常大了,但是它也只是银河系的一小部分,从核心尺度来看,银河系的主体结构呈“圆盘状”,即“银盘”,其直径是描述大小的核心指标。通过测量银盘内“造父变星”(亮度周期性变化的恒星,可作为“宇宙量天尺”)的距离、以及追踪中性氢气体的分布,天文学家测算出银河系直径约10万-18万光年,主流观点更倾向于10万-12万光年。这意味着,即便以光速穿越银盘,也需约10万年才能从一端抵达另一端。除了可见的银盘之外,银河系还存在更加广阔的银晕,包裹在银盘外围的球形区域,由稀疏的恒星、星团和暗物质构成。银晕的范围远远超过银盘,其最外层的直径能够达到40万光年。
对于人类来说,银河系已经是非常广阔的一个区域了,但是在宇宙面前,它也只是一粒尘埃,银河系的外面还有本星系群,本星系群是银河系所属的小型星系集团,其大小需结合“空间范围”与“成员分布”定义,目前科学界通过星系距离测量,已明确其核心尺度与边界特征。从核心尺度来看,本星系群的范围以“引力束缚边界”为划分标准——即所有受集团总引力影响、围绕共同质心运动的星系,均属于其范畴。通过测量成员星系间的距离,天文学家确定其直径约1000万光年,核心区域则集中在银河系与另一大星系“仙女座星系(M31)”附近,两者相距约254万光年,是本星系群内最主要的两个“引力核心”。根据科学家的研究发现,本星系群包含了大约50个已知星系,其中有银河系子群,仙女座子群等等。
然而在本星系群的外面,还有更加广阔的星系,它就是室女座超星系团,从空间范围来看,室女座超星系团的核心区域是一个包含了大约2000个星系的密集星系团,根据科学家的计算得出,它的直径大约是1.1亿光年,这就意味着,即使以光速穿过整个超星系团,也需要大约1.1亿年的时间,从成员分布看,室女座超星系团的结构呈“中心密集、外围松散”的特征:核心层:以室女座星系团为核心,这里星系密度极高,包含M87(一个中心存在超大质量黑洞的椭圆星系,曾被人类首张黑洞照片捕捉)等著名星系,距离银河系约5500万光年;外围层:围绕核心分布着数十个“子星系群”,除了人类所在的本星系群,还包括“大熊座星系群”“狮子座星系群”等,这些子群像“卫星”一样围绕室女座星系团旋转,彼此间距离可达数千万光年。

边界模糊性:由于超星系团外围的星系群亮度低、引力束缚较弱,目前尚未完全确定其绝对边界,部分天文学家认为其实际范围可能更大,只是现有观测技术难以捕捉最外围的稀疏成员。室女座超星系团的发现,不仅仅让人类明确了银河系在宇宙中的具体位置,更推动了天文学对宇宙大尺度结构的探索,在室女座超星系团的外面,还有拉尼亚凯亚超星系团,从空间尺度来说,拉尼亚凯亚超星系团的直径大约是5.2亿光年,是室女座超星系团的5倍左右,从成员来看,它并非单一紧密结构,而是由多个子超星系团以及大量星系群、星系团组成的松散集合体,其核心包含三大超星系团:人类所在的室女座超星系团、“长蛇-半人马座超星系团”,以及“孔雀-印地安座超星系团”。
此外,还包裹着数十个中小型星系群,如本星系群、大熊座星系群等,总成员星系数量保守估计超过10万个,整体呈“纤维状”松散分布,边界因引力束缚较弱而存在一定模糊性。这个星系团是在2014年的时候被天文学家通过分析星系运动轨迹首次确认其存在,它的发现让人类重新定义了自身在宇宙中的位置。虽然对于人类来说,它已经非常广阔了,但是站在宇宙的尺度上来看,它还是显得非常渺小,要知道,现在人类能够观测到的宇宙直径大约是930亿光年,这还不是宇宙的全部范围,要知道我们的宇宙现在到底有多大?目前科学家也不知道答案,毕竟超过这个范围我们就观测不到了,宇宙或许比我们想象的还要大很多。
那么如果我们将银河系的直径缩小为1米,那么等比缩小的宇宙到底有多大?根据科学家的研究发现,本星系群的直径大约是1000万光年,按照比例缩小以后,其跨度将达到10米,在微缩宇宙中,银河系和仙女座星系这对邻居,相距仅仅是2.5米,远比实际中254万光年的距离更显亲密,继续放大视野,本星系群又隶属于室女座超星系团,后者直径约1.1亿光年,对应微缩尺度下的110米。此时,银河系已化作一个直径1米的圆盘,嵌在直径110米的“星系团城市”中,星系间的“街道”虽空旷,却以引力为纽带紧密相连。更宏观的宇宙结构,更是将这种尺度的震撼推向极致。拉尼亚凯亚超星系团直径约5.2亿光年,在微缩模型中占据520米的范围。
若将可观测宇宙比作体育场,拉尼亚凯亚超星系团便是其中一片直径520米的“星系群岛”,银河系则是群岛中直径1米的“小岛”。而整个可观测宇宙中,类似拉尼亚凯亚的结构多达数万个,它们如同散落在体育场内的星系“大陆”,彼此间隔着广袤的“宇宙荒漠”——这些“荒漠”对应实际中数亿光年的空洞区域,在微缩模型中也有数十米的宽度。同比缩小的宇宙尺度也显得很小,但是这里需要注意的是,我们的宇宙在不断的膨胀当中,现在我们能够观测的宇宙直径并不是宇宙的全部,如果说我们的宇宙一直膨胀,即使我们同比缩小宇宙,那么对于宇宙本身来说,也还是无限大的,毕竟宇宙膨胀还在加速当中。
更值得深思的是,可观测宇宙之外还有更广阔的未知。当前观测技术受限于宇宙年龄和光速,我们只能看到“光锥”范围内的宇宙,而实际宇宙的尺度可能远超可观测范围,甚至可能是无限的。若将这一无限宇宙按比例缩小,其模型也将是无限的,这超越了人类对“尺度”的常规想象,却恰恰体现了宇宙的本质:无论在何种尺度下,它都保持着“浩瀚”与“未知”的属性。目前科学界最主流的解释是暗能量 的存在,它占据了宇宙总质能的约68%,是驱动宇宙加速膨胀的关键力量,从本质来看,暗能量并非传统意义上的“物质”,而是一种弥漫在全宇宙的、具有“负压强”的能量形式。根据爱因斯坦广义相对论,能量会产生引力,而暗能量的负压强会形成“排斥性引力”。
这种排斥力抵消了星系、星系团等物质之间的引力,甚至逐渐占据主导,导致宇宙空间不断被“拉伸”,且拉伸速度越来越快。这就意味着我们的宇宙空间将会变得越来越广阔,随着宇宙加速的膨胀,距离地球较远的星系会越来越快的远离我们,最终超过可观测宇宙范围,这一过程会导致人类的宇宙视野逐渐收缩,数亿年以后,我们将无法观测到银河系所在的拉尼亚凯亚超星系团之外的星系,再过几十亿年,本星系群之外的星系也会全部消失,最终宇宙会膨胀到什么程度?目前科学家也不知道,科学家还在积极的研究当中,有一些学者认为,宇宙不可能一直膨胀下去,总有一天我们的宇宙会开始收缩。
不过小编认为,宇宙浩瀚而神秘,在宇宙中可能隐藏着很多我们不知道的奥秘,人类作为地球上最有智慧的生命,人类的科技在不断的进步和发展,只要人类能够一直坚持下去,人类对宇宙的认知将会越来越多,到时候或许我们真的能够解开宇宙全部的奥秘,小编希望人类能够早日实现自己的梦想,对此,大家有什么想说的吗?
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