如果宇宙在不断膨胀,周围的星系是不是在逐渐孤立我们?宇宙到底有多大?每次谈到这个话题时,我们总会提到“可观测宇宙”这个概念。所谓“可观测宇宙”,其实就是“哈勃体积”,这是一个以观测者为中心的球形空间。简单来说,可观测宇宙就是观察者能够看到的宇宙。我们都知道宇宙非常大,但具体有多大却难以理解,因为我们站在地球上,无法观察到整个宇宙,只能看到其中的一部分,这部分就是“可观测宇宙”。
可观测宇宙的半径大约是460亿光年,也就是说,它是一个直径约920亿光年的球形空间。如果你不离开地球,这个范围就是你能看到的全部。看到这里,很多人可能会疑惑,为什么我们能看到的宇宙是有限的呢?我们都知道,真空中的光速是不变的,也是宇宙中物体运动的最快速度,信息传递的最快速度也是光速。例如,距离太阳系最近的恒星是“比邻星”,地球和比邻星之间的距离大约是4.2光年。虽然在宇宙尺度下这并不算远,但对现在的人类文明来说,这也是一个无法跨越的鸿沟。
以人类现有的科技水平,即使不考虑补给,也需要很多万年才能从地球抵达比邻星。而4.2光年意味着我们现在从地球上观察比邻星,看到的并不是它此时此刻的样子,而是4.2年前的样子。比邻星发出的光需要4.2年才能抵达地球。如果未来人类在比邻星的行星上建造了基地,想要沟通一次,信息延迟就是4.2年,这就是距离带来的信息差。
宇宙的年龄是138.2亿年,但可观测宇宙远不止138.2亿年,这是因为宇宙在不断膨胀。由于宇宙的膨胀,我们发现了一个难以接受的事实——可观测宇宙中大部分星系都在远离我们,大约97%的星系已经和我们失去了联系。现在的理论指出,宇宙自从大爆炸后,就在不断膨胀,星系之间彼此分离,并不是“斥力”的影响,而是宇宙膨胀产生的自然现象。哈勃在1929年时观察到,银河系周围的星系都在不断远离地球,并且距离我们越远的星系,远离我们的速度就越快。
根据这个现象,科学家判断出宇宙在膨胀,而宇宙膨胀很好地解释了一些宇宙中的现象,也帮助我们更全面地认识这个宇宙。不过,我们在看待这个宇宙时也发现了宇宙膨胀带来的更多难题。前面提到,银河系周围的星系在不断远离我们,并且距离我们越远的星系,远离我们的速度就越快。我们的宇宙就像一个气球,各个星系就像气球上的斑点图案,随着宇宙的膨胀彼此远离。
星系之间彼此远离,对于人类来说绝对不是一件好事,甚至可能对人类的未来产生很大影响。因为宇宙的膨胀速度越来越快,而人类文明只要存在,就会对宇宙中的资源有很大需求。宇宙中有这么多行星,我们寻找其他行星的资源,可以让我们的文明不断延续下去。然而,宇宙不断膨胀,周围的星系会距离我们越来越远,最终远离到我们再也无法抵达的距离。科学家认为,大约97%的星系因为宇宙膨胀已经和我们失去了联系。当两个天体之间的距离为326万光年时,这两个天体之间彼此远离的速度就达到了70万千米每秒,也就是光速的2.3倍。
这就导致某个天体距离地球一定距离后,它发出的光就永远无法抵达地球。而可观测宇宙920亿光年是因为,一些原本距离我们比较近的天体,因为宇宙膨胀距离我们越来越远,最终成为了可望而不可及的天体。因为宇宙膨胀,我们不得不面对一个现实——人类正在被宇宙孤立。随着时间的推移,地球周围的星系会距离我们越来越远。对于整个宇宙来说,人类是渺小的,虽然人类可以不断发展科技探索这个宇宙,但在这个浩瀚的宇宙面前,人类真的可以探索整个宇宙吗?还是会被宇宙孤立,距离其他星系越来越远,最终被困在一个很小的区域内?没有人可以给出答案。
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