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综述

地球,我们赖以生存的壮丽家园,其半径为6371公里,最长的纬线赤道长达40075公里。然而放到整个宇宙中,地球却显得微不足道。宇宙的尺度到底有多大?没有人可以给出这个问题的答案。

宇宙的星系数以万计,每个星系中又有亿万颗恒星和行星。如果把我们的地球缩小到只有4厘米,类似一颗乒乓球的大小,宇宙的尺度依然超出人类的想象。

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换一种比例

地球平均半径是6371公里,表面积可达5.1亿平方公里,体积可达10832亿平方公里。在宇宙中,比地球更大的星体比比皆是,很多星系尺度都要用光年来衡量。但对于渺小的我们而言,却很难直观感受到其尺度之大,宇宙之浩渺。

我们每个人生活的范围不过方寸之许,就算是人类目前最先进的交通工具,放到星际的尺度也显得苍白无力。无论是亿万光年,或是亿万公里,都是令人难以企及的尺度。

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为了更加清晰,直观感受宇宙有多大,我们不妨换一种方式,依靠我们能够理解和想象的尺度,来感受宇宙的宏大。

我们可以把地球直径等比缩小到4厘米,好比一个乒乓球的大小。同样的,宇宙中所有的星体也进行等比缩小,我们再感受一下宇宙的变化。

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地球缩小至4厘米,直径就等于缩小了3千万倍。如果是太阳缩小如此的倍数,其体积依然很大。太阳直径有1392700公里,相当于地球的109倍。由此可以得出,太阳缩小后的直径约为4.36米,和一辆小轿车长度差不多。

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再来看月球,月球直径是地球的0.27倍,缩小后直径只有1厘米,是一颗糖豆的大小。木星是太阳系里最大的行星,其直径约是地球的11倍,缩小后约为45厘米,和常见的篮球排球差不多大。

海王星是太阳系中最外圈的行星,其直径为49244公里,约是地球的4倍,缩小约是16厘米,大约是普通手机的长度。

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宇宙的尺度

太阳系中的星体等比缩小后并不算很大,一个大一点的房间就能装下所有的星体。但宇宙中,太阳系只是一个再普通不过的星系,和宇宙中的很多“巨无霸”星体相比,太阳系的星体就显得无比渺小。

天空中用来指引方向的北极星,直径是太阳的37倍,缩小后约为160米,相当于一个田径场的大小。

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史蒂文森2-18是一颗超级巨大的红巨星,直径是太阳的2158倍,如果将其等比缩小,它的直径也有8800米。如果将缩小后的史蒂文森2-18放在一个空旷的场地,其景象会非常震撼,你会看到一个和珠穆朗玛峰高度相当的巨大球体,压迫感十足。

我们所在的银河系,其直径约10万光年。即使等比缩小后,其直径也有55亿公里,这个数字依然超出了我们的想象。

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室女座超星系团,其内部有2000多个星系,直径达1500万光年,将其等比缩小后直径依然有3.2万亿公里,乒乓球般大小的地球与之相比,连一颗微小的尘埃都算不上。

目前可观测的宇宙直径是930亿光年,一束光从边界一端出发,需要930亿年的时间才能到达另一端边界,这都超过了宇宙诞生至今的时间。将这个尺度等比缩小就是292亿光年,以如今的人类科技,根本无法造出能够丈量如此尺度的交通工具。

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宇宙之大,无边无际,其中的星系数亿万计。无论我们如何观测,如何改变比例,宇宙尺度之大依然超出了我们的想象。

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宇宙的诞生

目前学界普遍认为,宇宙诞生于一场大爆炸。大约在138亿年前,宇宙中所有的物质都集中在一个奇点,密度极高,温度极高,空间无限之小。一瞬间,所有的物质爆炸开来,不断向外膨胀。

爆炸瞬间时,其温度达到了1.42×10^32℃,远超目前宇宙中任何一点的温度。随后,宇宙开始冷却,当温度降至1亿倍太阳温度时,粒子间的相互作用力开始出现,基本粒子夸克遍布宇宙的能量场。

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随着时间推移,宇宙密度渐渐下降,温度进一步降低,基本粒子渐渐凝结成了分子原子。原子和分子聚到一起,形成元素物质,凝结成星云,星云不断演变,又形成各种星体和星系,最后形成了如今我们所了解的宇宙。

科学家并不是凭空做出这样的推测的,如今的宇宙依然可以观测到大爆炸后留下的痕迹。我们仰望星空时,会看到很多星体。而几乎所有的星体星系都在远离地球,各个星系星体之间的距离也在变大。这就表明,如今的宇宙依然在膨胀,过去的宇宙比如今的宇宙要小很多。

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宇宙中存在各种光线,随着宇宙不断膨胀,这些光线就会被拉长,形成波长更长的微波。使用射电望远镜,就可以观测到这种宇宙诞生之初形成的古老光线。它们普遍存在于宇宙的各个角落,不会受观测者位置的影响。

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结尾

宇宙之浩渺,穷尽人类的语言也难以描述。即使将地球缩小到4厘米的尺度,宇宙之大依然令人乍舌。人类目前所了解的宇宙,还只是其中的一小部分,可能在遥远的宇宙身处,还隐藏着更多超出人类理解范围的事物。

星空浩瀚,宇宙无边。或许我们人类直至文明消亡,也无法真正探索到完整的宇宙。但无论如何,我们都不会停下探索和前行的脚步。相信在未来,我们一定能够揭开关于宇宙更多的秘密。

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