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宇宙,因其無垠的時空一直吸引著我們?nèi)ヌ剿?,它的盡頭究竟有多遠(yuǎn),它的盡頭又在何處?在我們用望遠(yuǎn)鏡可以捕捉到的星云和星系之外,還蘊(yùn)藏著什么我們 所不知曉的奧秘呢? 這些疑問引導(dǎo)這人類開創(chuàng)了一系列偉大的新勘探項目,也孕育出一些驚人的技術(shù),讓我們不僅可以窺探到宇宙中最遠(yuǎn)的距離,還可以了解物質(zhì)和能量在最小尺度的行為。值得一提的是,隨著我們對原子核的深入研究,我們對這個微型世界的了解越來越多,這也使我們現(xiàn)在有能力去探尋一個古老問題的答案:宇宙究竟有多大? 在古代,人們普遍認(rèn)為外部的星球組成一層星云包裹著地球,里面居住這各路神明。希臘人是第一把天象當(dāng)作自然現(xiàn)象的人,他們相信科學(xué)探索而不是迷信傳說。 阿那克薩戈拉,一位哲學(xué)家也是天文愛好者,他發(fā)現(xiàn)流星的組成物質(zhì)和地球上的物質(zhì)一模一樣,也許就是從地球上來的。這些早期的天文學(xué)家奠定了現(xiàn)代科學(xué)的基礎(chǔ),如果他們有幸看到他們后輩的成績,他們一定會感到震驚。那些曾被認(rèn)為是神的居住的星球,如今只不過是一個存在能量和物質(zhì)混合體中渺小的一員! 探尋宇宙究竟有多大這個問題始于20世紀(jì)20年代,在100英寸高的胡克望遠(yuǎn)鏡的幫助下,在美國加利福尼亞州的威爾遜山上,天文學(xué)家埃德溫-哈勃在其助手米爾特-哈馬森的協(xié)助下,分析了一些模糊天體的光線,就是我們后來熟知的星云,他們發(fā)現(xiàn)那些實際上是一些位于遙遠(yuǎn)星空中的星系。 哈勃和哈馬森發(fā)現(xiàn),大多數(shù)的星體都向遠(yuǎn)處移動,距離地球越遠(yuǎn),那些星球移動的就越快,這個原理如今被人們稱為“哈勃定律”,它表明在很久之前,所有的星系是一個整體。目前天文學(xué)家用他們越來越大的望遠(yuǎn)鏡看到的所有東西都可以追溯到同一個劇烈的開始,那就是宇宙大爆炸。 早在1917年,阿爾伯特-愛因斯坦就推測宇宙是會膨脹的,起初連愛因斯坦本人也不相信這個理論,直到他看到了哈勃和哈馬森的研究結(jié)果。愛因斯坦的廣義相對論表明宇宙空間的膨脹導(dǎo)致了各星系的分散運(yùn)行,所以說當(dāng)一個光子在一個遠(yuǎn)方的恒星被釋放出,它穿過的宇宙空間的尺度會變得越來越大,這會增加它到達(dá)我們所必需穿越的距離。 自從宇宙大爆炸發(fā)生以來,宇宙究竟變得有多大了?這取決于它經(jīng)歷的時間長度和膨脹速率。通過哈勃望遠(yuǎn)鏡的精密測量得到的數(shù)據(jù)和其他工具的測量數(shù)據(jù),得出了一致的結(jié)果,宇宙的起源可以追溯到137億年前! 在那個時期,一束光可以穿梭13.7光年,大約130萬億公里。但是以宇宙大爆炸理論為依據(jù),無論從哪個方向探測,哈勃望遠(yuǎn)鏡能看到的最遠(yuǎn)的星系遠(yuǎn)在460億光年之外,兩端則相距920億光年! |
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