导语:银河系在人们的眼中依然是漫无边际的,但是银河系作为宇宙中极小的一个行星系,依然有着大小的研究。那么银河系到底有多大,在人们的研究中,知道银河系的额大小之后对于人们研究宇宙的大小是否有不同的影响。

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银河系究竟有多大

从一个整数来看,银河系直径为10万光年,厚度为2万光年。这种说法也许不够直观,拿它和太阳系相比,可以清楚地看出银河系有多大。太阳系统有多大?大约1光年,人类到达1光年以外,即太阳系边缘需要多长时间,比如旅行者一号,现在已经到达太阳系边缘,它经过长达40多年的飞行,才从地球飞到了太阳系边缘,要注意仅仅是边缘,如果它要完全离开太阳系,它还需要等待多年。若人类以光速前进,则穿越太阳系需1年,穿越银河系则需耗时整整100,000年。值得注意的是,当今人类飞行速度最快的探测器也不到光速的1%。

可见银河系的规模之大,大得超出想象。巨大的银河系里有难以计数的行星,科学家保守估计,如果按照地球的标准,每颗恒星配有8颗行星,那么银河系里至少有8000亿颗行星,甚至更多。但近几年来,科学家们发现很多星球都在逃离星系,这是怎么回事?

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宇宙膨胀的影响

大爆炸理论告诉我们,宇宙自诞生之日起就开始了“无目的地”的膨胀,这种膨胀是不间断的,宇宙诞生于138亿年前,它也延续了138亿年,直到今天还在膨胀,从未停止。事实上,随着宇宙的不断扩张,物体间的距离也在慢慢增大,比如地球和月球,每年这两个物体之间的距离都在增大。

也许许多人都会怀疑,天体间的距离在扩大,那么星系的距离是否也在扩大呢?虽然理论上说没有什么问题,但对于银河系来说,由于它的体积太大,分裂的可能性很小。简言之,星系的直径在某种意义上是恒定的,而星系内部的星体距离却在不断地增大,最终导致行星"逃离"星系。

有趣的是,科学家也观察到了一颗“逃离”速度极快的恒星,名叫S5-HVS1,它逃离银河系的速度可达720万公里/小时,这种速度并不算特别快。实际上,宇宙膨胀所带来的影响还远远不够,许多神秘的天文现象实际上都与宇宙膨胀无关。在某种意义上,人类之所以不能到达可移居的星球,其实也和宇宙膨胀有关。

03

宇宙有没有边际

1、人们的假设

无论大小,都是相对的,宇宙面前,没有任何东西可以称为“大”。在我们的认知范围内,宇宙是最大的,什么行星、恒星,甚至银河系,直径超过十万光年,都不值得在宇宙中提及。宇宙是巨大的,那它有没有边界呢?

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假如倒退了半个世纪,那么大部分人都会认为宇宙是无限的,但是随着人们对宇宙认识的加深,逐渐发现宇宙更可能是有限空间。138亿年前宇宙大爆炸时,一个密度无限大,体积无限小的奇点,由于某种平衡被打破,爆炸发生了,瞬间,空间、时间、物质爆发。

2、宇宙的膨胀

从宇宙诞生之日起,它就一直在膨胀,一直在冷却,这种膨胀从来没有停止过。因此,从宏观上看,整个宇宙中的所有物质都在逐渐地远离,这是太空扩张的结果。经过计算,我们知道,在宇宙边缘,这个膨胀速度甚至超过了光速。

这当然不违反光速最快原理,光速最快是指系统内部物质的运动速度,而空间自身的膨胀速度则不是物质的运动速度,因此不在此范围内。由于宇宙是不断扩张的,很明显,宇宙是有边界的,虽然这种边界对于宇宙中存在的任何文明来说,与无边界无异。由于没有文明能去到宇宙的边缘。物质在宇宙空间中运动的最快速度是光速,即使是由曲率驱动的光速飞船,人类也不能赶上宇宙空间边缘的膨胀速度。

更残酷的是,人类不仅不能去看宇宙边界,甚至永远也不能观察到它的情况,因为宇宙的边界正以超光速向外延伸,所以那里的景象就永远不能去看。

因此,无论宇宙本身有多大,对人类来说,它的大小就是直径930亿光年,这就是我们可以观察到的宇宙的大小。即便如此,对人类来说,这一有限的范围也已经足够大了,因为在这一范围内有2万亿个星系,而每个星系中又有数千亿颗恒星。

3、宇宙的外面是什么

宇宙世界界,我们看不见,但这并不影响我们对宇宙界外的事物的思考,因为我们太想知道宇宙外的是什么。对于宇宙之外,存在着许多不同的猜测,其中一种猜测认为,宇宙虽然有限,但是宇宙之外没有任何东西。在此,并不是说一切都是空的,而是说一切都是真实的,也就是说,连空间本身也是不存在的。

无论是空间还是时间,都是在大爆炸后才产生的,在大爆炸前只有一个奇点,奇点以一种无法理解的方式存在,而在奇点外,由于在大爆炸前没有空间,所以没有放置奇点的空间。

另外一个猜测是,宇宙之外并没有什么东西。另一个空间可能存在于有限宇宙之外,这个空间的维度和时间可能与我们所认识的不一样,也不能被描述。还有一种观点认为,我们所在的宇宙就像是一个泡泡,而且不仅仅只有这个泡泡,还有许多同时存在的泡泡,也就是说有许多相似的宇宙,这是平行宇宙理论。

并不证实在宇宙之外存在着什么东西,但是所有人都希望平行宇宙理论能成为正确的答案,这是因为平行宇宙理论的成立是弦理论成立的重要保证,如果弦理论成立,量子力学和广义相对论就可以统一起来,这意味着人类找到了统一场论,可以解释宇宙中的一切事物。

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结语:人们对于宇宙的研究,在一步步的进行之中,人们或许已经从已知的众多结论之中总结出一种统一的理论,即使这种统一的理论或许还不足以证明宇宙的外面究竟是什么,或者说现在的我们依然弄不明白宇宙又是多大,谈论宇宙的外面或许还是为时过早。