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从太阳系到宇宙已知最大的物质结构,对比才知道太阳系的“渺小”

“宇宙”

从太阳系到宇宙已知最大的物质结构,对比才知道太阳系的“渺小”

地球,是太阳系中的一颗行星,从结构和成分组成上来说,地球和宇宙中亿万颗类地行星相比没有什么特殊的地方。但是,地球也是目前人类观察的宇宙中,最特殊的一颗行星,因为地球是唯一一颗被确认存在生命的星球。

早期科学家认为,可能是因为地球的环境比较特殊,存在液态水海洋,才孕育出了原始的生命,但是随着科学家对宇宙探索的深入,逐渐发现宇宙中存在液态水的行星并不在少数,太阳系内的“木卫二”和“土卫六”都有可能存在液态水海洋,曾经的火星和金星上也有液态水的存在。

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这代表地球生命的诞生可能远比我们想象的要复杂,并不是只有液态水就能诞生出生命,可能温度气候,以及液态水中的化学成分组成都有很高的要求,并不是“有水就有生命”,液态水只是生命诞生的其中一个条件。

抛开地球生命这个特殊的因素,地球在整个宇宙中其实很普通,因为宇宙实在是太大了,并且宇宙中的物质是“各项均匀”的,这代表在宇宙的其他角落,出现和地球十分相似,并且诞生出生命的行星是很有可能的一件事。

01地球和太阳系

宇宙究竟有多大呢?暂时没有答案,因为人类的观察能力有限,只能观察到一定范围内的宇宙,这个可以被人类观察到的宇宙空间,被我们称为“可观察宇宙”,可观测宇宙之外是什么?根据推测,应该是和可观测宇宙内部相似的空间, 可是因为我们无法观察,所以无法得到确定的信息。

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对于现在的人类来说,探索可观测宇宙之外的空间其实并没有太大的意义,只要我们的物理理论没有错误,可观测宇宙之外就应该是同样的宇宙空间,和我们的可观测宇宙没有太大的差别。

下面,我们就从地球和太阳系开始,一步步的了解“可观测宇宙”!

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地月系统是距离我们最近,对我们生活影响最大的天体系统,地球和月球围绕着共同质心不断运动,月球的潮汐力让地球的海洋更具备活力。月球也是唯一一个人类登陆外星球,未来月球会成为人类探索宇宙的前哨站。

地球和月球都只是太阳系的一部分,目前人类主要的探索区域就是太阳系,我们对太阳系内其他行星的了解其实并不多。太阳系内有八大行星,还有一些“矮行星”和“小行星”,如果把这些小行星也算在内的话,整个太阳系的天体数量难以计算。

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太阳系的外围空间其实并没有我们想象的那么空旷,在外海王星轨道存在一个“柯伊伯带”,这里存在大量的小行星,人类发现的大部分矮行星也在这里,而在柯伊伯带的外面,还存在一个巨大的球体云团“奥尔特云”。

奥尔特云是一个最大半径1光年左右的球体云团,在这里有大量的彗星,以及太阳系形成阶段的残留物质,整个奥尔特云的质量大约有100倍地球质量,把奥尔特云也算上才是太阳系的全貌。

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太阳系距离最近的星系比邻星系4.2亿光年,奥尔特云大约占据太阳系和比邻星之间宇宙空间的四分之一,比邻星所在的星系是一个“三合星系统”,如果比邻星系也有一个和奥尔特云类似的结构,那么两个恒星系之间的距离远比我们想象的要近很多!

02银河系和本星系群

对于人类来说,太阳系已经够大了,但是太阳系这样的恒星系对于整个银河系来说,也只是沧海一粟,银河系内大约有1000亿~4000亿颗恒星,这些恒星都在围绕着银河系的中心黑洞运动,一起形成了直径20万光年左右的银河系。

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银河系的总质量是太阳系的1.5万亿倍,根据科学家的估算,银河系的年龄在100亿年左右,在银河系的周围存在不少“卫星星系”,银河系会不断的吞噬这些矮星系来壮大自己,大约在40亿年后,银河系还会和“仙女座星系”发生一场史无前例的大碰撞,两个星系融合为一个全新的星系,再次之前银河系和仙女座星系都已经和其他的星系发生过碰撞并相互融合了。

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从宇宙的大尺度结构来看,银河系这样的星系之间相互碰撞和融合是一件很正常的事情,对于整个宇宙来说,像银河系这样的星系,其实也只是组成整个物质网状结构的一个小小亮点,甚至可能连纤维丝都算不上。

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银河系和包括仙女座星系在内的五十个星系一同组成了“本星系群”,本星系群是一个规模比较小的星系集团,虽然说对比其他的星系群可能要小一些,本星系群的范围也有整整1000万光年,本星系群比较小的原因是因为除了银河系和室女座星系之外,其他的星系基本都是“矮星系”。

03本超星团和拉尼亚凯亚超星系团

本星系群是更大的“本超星团”的一部分,本超星团也被称为“室女座超星系团”。

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室女座超星系团的形状并不规则,就像是一个被摊开的煎饼一样,室女座超星团的中心在室女座星系团中,在室女座星系附近可能存在一个影响范围高达几亿光年的“引力异常区域”,被我们称为“大引力子”。

室女座超星系团是“拉尼亚凯亚超星系团”的一部分,这个拉尼亚凯亚超星系团中包含着10万个和银河系相似的星系,占据了5.2亿光年的宇宙空间!质量是银河系的十万倍。拉尼亚凯亚超星系团的引力中心在长蛇-半人马座超星系团,被我们称为“巨引源”。

从太阳系到宇宙已知最大的物质结构,对比才知道太阳系的“渺小”

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拉尼亚凯亚超星系团的巨引源在影响着数百万个星系的运动,但是对于可观测宇宙来说,拉尼亚凯亚超星系团也只是大尺度纤维结构的一部分。

04双鱼-鲸鱼座超星系团复合体

比超星团更大的是什么?答案是“大尺度纤维状结构”,科学家发现无数的星系共同组成了一张“网”,也就是我们说的大尺度纤维状结构,纤维密集的区域就是我们说的“超星团”,纤维结构中间的空洞被称为“宇宙空洞”,这些宇宙空洞中的物质十分稀少,可能数千万光年都找不到一个星系。

从太阳系到宇宙已知最大的物质结构,对比才知道太阳系的“渺小”

双鱼-鲸鱼座超星系团复合体就是一个容纳了银河系和拉尼亚凯亚超星系团在内的宇宙纤维状结构,大约10亿光年长,1亿5千万光年宽,包含了拉尼亚凯亚超星系团在内的5个大型超星团。

05已知最大宇宙结构

目前人类已知的最大结构是“武仙-北冕座长城”,一个大到超乎想象的巨型宇宙结构。

从太阳系到宇宙已知最大的物质结构,对比才知道太阳系的“渺小”

“武仙-北冕座长城”最宽处高达100亿光年,是整个可观测宇宙的九分之一!也就是说这个宇宙结构占据了可观察宇宙空间的一小部分,目前人类仍然搞不清楚这个如此巨大复杂的结构是怎么诞生的

06可观测宇宙

除了已知的宇宙结构之外,最大的应该就是可观测宇宙本身了,人类在地球上观察到的可观测宇宙是一个半径460亿光年的球形空间,这个范围外的宇宙我们无法观察。

从太阳系到宇宙已知最大的物质结构,对比才知道太阳系的“渺小”

这就是人类可以探索的宇宙全部了,在可观测宇宙之外,存在着更大的宇宙空间,并且宇宙空间还在不断膨胀,对于这个浩瀚的宇宙来说,我们只能感叹人类的渺小……

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