
如果您曾经梦想过旅行时,请注意夜空。您看到的闪烁确实是遥远过去的快照。那是因为那些恒星,行星和星系非常遥远,以至于最接近的恒星也可能需要数万年的时间才能到达地球。
宇宙无疑是一个大地方。但是它有多大?
加拿大安大略省西部大学的天体物理学家莎拉·加拉格尔(Sarah Gallagher)告诉Live Science:“这可能是我们实际上永远不会知道的。”宇宙的大小是天体物理学的基本问题之一。也可能无法回答。但这并不能阻止科学家尝试。
有关的:在星际空间中会发生什么?
加拉格尔说,宇宙中的物体越接近,距离越容易测量。太阳?一块蛋糕。月亮?更容易。所有科学家必须要做的就是向上发光光束,并测量该光束从月球表面弹跳并落后于地球所需的时间。
Gallagher说,但是我们银河系中最遥远的物体更棘手。毕竟,到达它们将占据非常强的光束。即使我们有技术能力可以发光,他们有数千年的时间等待横梁从宇宙中弹起遥远的系外行星回到我们吗?
科学家有一些技巧来处理宇宙中最远的物体。恒星随着年龄的增长而改变颜色,基于这种颜色,科学家可以估计那些恒星散发出的能量和光线。如果其中一颗恒星之一距离较远,那么两个具有相同能量和亮度的恒星将不会从地球出现相同。越远自然会显得昏暗。加拉格尔说,科学家可以将恒星的实际亮度与我们从地球上看到的相提并论,并利用这种差异来计算恒星的距离。
但是绝对呢宇宙边缘?科学家如何计算到遥远的物体的距离?那就是事情真的很棘手。
请记住:一个物体离地球越远,该物体到达我们的光所需要的时间越长。想象一下,其中一些物体非常遥远,以至于它们的光线已经花费了数百万甚至数十亿年的时间才能到达我们。现在,想象一下,有些物体的光需要花费很长时间才能进行这一旅程,以至于在宇宙的所有数十亿年中,它仍然没有到达地球。这正是天文学家纽约州立大学的物理学家威尔·金尼(Will Kinney)告诉Live Science。
“我们只能看到微小,小气泡[宇宙]。还有什么之外?我们真的不知道,”金尼说。
但是,通过计算小泡沫的大小,科学家可以估计它的外部。
科学家知道,宇宙已有138亿年的历史,付出或花费了数亿年。这意味着,一个光需要138亿年才能到达我们的物体应该是我们可以看到的最远的对象。您可能很想认为这为我们提供了宇宙大小的简单答案:138亿光年。但是请记住,宇宙也以越来越多的速度不断扩展。在光线到达我们的时间的时间里,气泡的边缘已经移动。幸运的是,科学家知道它已经移动了多远:根据大爆炸以来宇宙扩张的计算,距离为465亿光年。
一些科学家使用该数字尝试计算超出我们看到的限制的位置。基于宇宙具有弯曲形状的假设,天文学家可以查看我们在可观察到的宇宙中看到的模式,并使用模型来估计宇宙其余部分扩展的距离越远。一项研究发现,实际宇宙至少可能是250倍在465亿光年中,我们实际上可以看到。
但是金尼还有其他想法:“没有证据表明宇宙是有限的,”他说,“这很可能永远持续下去。”
加拉格尔说,不确定宇宙是有限的还是无限的,但是科学家们认为它的“真的很大”。不幸的是,我们现在可以看到的很小的部分是我们有史以来观察到的最多部分。由于宇宙以越来越多的速度扩展,因此我们可观察到的宇宙的外边缘实际上比光速更快。这意味着我们宇宙的边缘远离我们的速度比他们的边缘更快光可以到达我们。逐渐地,这些边缘(和那里的任何餐馆,正如英国作家道格拉斯·亚当斯(Douglas Adams)曾经写过的那样)正在从视野中消失。
加拉格尔说,宇宙的大小以及我们看不到的巨大数量 - 令人沮丧。但这并不能阻止她和其他科学家继续调查答案。
加拉格尔说:“也许我们将无法弄清楚。这可能被视为令人沮丧。” “但这也使它非常令人兴奋。”
最初出版现场科学。