
如果您曾經夢想過旅行時,請注意夜空。您看到的閃爍確實是遙遠過去的快照。那是因為那些恆星,行星和星系非常遙遠,以至於最接近的恆星也可能需要數万年的時間才能到達地球。
宇宙無疑是一個大地方。但是它有多大?
加拿大安大略省西部大學的天體物理學家莎拉·加拉格爾(Sarah Gallagher)告訴Live Science:“這可能是我們實際上永遠不會知道的。”宇宙的大小是天體物理學的基本問題之一。也可能無法回答。但這並不能阻止科學家嘗試。
有關的:在星際空間中會發生什麼?
加拉格爾說,宇宙中的物體越接近,距離越容易測量。太陽?一塊蛋糕。月亮?更容易。所有科學家必須要做的就是向上發光光束,並測量該光束從月球表面彈跳並落後於地球所需的時間。
Gallagher說,但是我們銀河系中最遙遠的物體更棘手。畢竟,到達它們將佔據非常強的光束。即使我們有技術能力可以發光,他們有數千年的時間等待橫梁從宇宙中彈起遙遠的系外行星回到我們嗎?
科學家有一些技巧來處理宇宙中最遠的物體。恆星隨著年齡的增長而改變顏色,基於這種顏色,科學家可以估計那些恆星散發出的能量和光線。如果其中一顆恆星之一距離較遠,那麼兩個具有相同能量和亮度的恆星將不會從地球出現相同。越遠自然會顯得昏暗。加拉格爾說,科學家可以將恆星的實際亮度與我們從地球上看到的相提並論,並利用這種差異來計算恆星的距離。
但是絕對呢宇宙邊緣?科學家如何計算到遙遠的物體的距離?那就是事情真的很棘手。
請記住:一個物體離地球越遠,該物體到達我們的光所需要的時間越長。想像一下,其中一些物體非常遙遠,以至於它們的光線已經花費了數百萬甚至數十億年的時間才能到達我們。現在,想像一下,有些物體的光需要花費很長時間才能進行這一旅程,以至於在宇宙的所有數十億年中,它仍然沒有到達地球。這正是天文學家紐約州立大學的物理學家威爾·金尼(Will Kinney)告訴Live Science。
“我們只能看到微小,小氣泡[宇宙]。還有什麼之外?我們真的不知道,”金尼說。
但是,通過計算小泡沫的大小,科學家可以估計它的外部。
科學家知道,宇宙已有138億年的歷史,付出或花費了數億年。這意味著,一個光需要138億年才能到達我們的物體應該是我們可以看到的最遠的對象。您可能很想認為這為我們提供了宇宙大小的簡單答案:138億光年。但是請記住,宇宙也以越來越多的速度不斷擴展。在光線到達我們的時間的時間裡,氣泡的邊緣已經移動。幸運的是,科學家知道它已經移動了多遠:根據大爆炸以來宇宙擴張的計算,距離為465億光年。
一些科學家使用該數字嘗試計算超出我們看到的限制的位置。基於宇宙具有彎曲形狀的假設,天文學家可以查看我們在可觀察到的宇宙中看到的模式,並使用模型來估計宇宙其餘部分擴展的距離越遠。一項研究發現,實際宇宙至少可能是250倍在465億光年中,我們實際上可以看到。
但是金尼還有其他想法:“沒有證據表明宇宙是有限的,”他說,“這很可能永遠持續下去。”
加拉格爾說,不確定宇宙是有限的還是無限的,但是科學家們認為它的“真的很大”。不幸的是,我們現在可以看到的很小的部分是我們有史以來觀察到的最多部分。由於宇宙以越來越多的速度擴展,因此我們可觀察到的宇宙的外邊緣實際上比光速更快。這意味著我們宇宙的邊緣遠離我們的速度比他們的邊緣更快光可以到達我們。逐漸地,這些邊緣(和那裡的任何餐館,正如英國作家道格拉斯·亞當斯(Douglas Adams)曾經寫過的那樣)正在從視野中消失。
加拉格爾說,宇宙的大小以及我們看不到的巨大數量 - 令人沮喪。但這並不能阻止她和其他科學家繼續調查答案。
加拉格爾說:“也許我們將無法弄清楚。這可能被視為令人沮喪。” “但這也使它非常令人興奮。”
最初出版現場科學。