為什麼人類永遠看不到宇宙的邊際?
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簡單回答:
首先,人類現在的目光所及還在宇宙一個很小的範圍。
人類肉眼能夠看到最遠的
恆星
是船底座η,中國稱為海山二,距離我們約7500光年。之所以能夠看到這麼遠這顆恆星,是因為海山二是一個大質量恆星,質量是太陽的120倍~200倍,而且已經到了恆星演化後期,星體膨脹的很大,亮度是太陽的500萬倍。
人類肉眼看到的恆星質量都比太陽質量大,但出了像海山二這樣巨大的恆星,一般也只能看到3、4百光年的恆星。
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人眼能夠看到最遠的星系是仙女座星系,距離我們約254萬光年。這個星系是靠我們
銀河系
最近的大星系,其質量約銀河系的2倍以上,因此能夠被人類的視力所及。
這個星系正在以每秒鐘300公里左右的速度向銀河系靠近,預計在30億年後的某個時候,會與銀河系相撞融合,最後會兩個星系合併成為一個橢圓星系。
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其次,現在人類用
太空
望遠鏡或者射電望遠鏡巡視太空,也還只能看到一部分宇宙天區。
天文界最有名的是哈勃太空望遠鏡,它已經觀測到了90億光年遠的一顆恆星,但這顆恆星是透過巨大天體引力透鏡放大效應後看到的;哈勃太空望遠鏡看到最遠的星系距我們有130多億光年。但對於這些遠方的恆星和星系只能看到一些光點,根本無法看清細節。
事實上,我們人類用最先進的設施也還沒有看清楚銀河系裡的各種天體,就連銀河系到底有多少恆星也還是一個估計數。
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我們地球是太陽系中一顆中等的行星,是一顆類地行星,質量只是太陽的33萬分之一,是太陽系最大行星木星質量的318分之一;太陽是銀河系裡一顆普通的恆星,以每秒250公里的線速度,帶者全系的子子孫孫圍繞著銀心公轉,約2。5億年轉一圈;銀河系有2000億~4000億顆恆星,直徑約20萬光年。
我們宇宙可觀測直徑約930億光年,有星系數萬億個。
人類的肉眼目光所及看到恆星等單個天體只在銀河系以內一片小小的天區;望遠鏡觀測所及也只有宇宙一小部分天區,如果觀察得細一些範圍就更小了。
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再次,宇宙是有一個無限小的奇點在138億年前爆炸膨脹出來的,這個奇點具有無限的曲率,事實上這個無限曲率即使膨脹再大,在其邊界處還是無限的曲率。
什麼是無限曲率?就是無限的引力,這種引力可以扭曲時空,使時空變成彎曲的,把時空全部鎖在奇點變成的這個宇宙泡中,任何的宇宙之中事物只能在這個彎曲的時空中運動,就連最快的光速也不例外。
所以我們的宇宙雖然有大小,並不是無限的,但又是有界無邊的。這樣我們人類的目光就永遠看不到宇宙的邊緣,因為光線只能沿著彎曲的時空前進,看起來是走直線,實際上會被宇宙邊緣無限曲率彎曲,轉一圈會回到原點。
另外宇宙有兩個看不見的視界:一個是大爆炸初始30萬年內,光子都無法從極端濃密的粒子湯中脫出,因此是黑暗的“過去視界”,人類無法看到。現在發現了引力波,科學家們正在試圖尋找大爆炸那一刻的引力波來了解宇宙初始的狀態,但不知道什麼時候能夠有所突破;還有一個就是現在的宇宙依然以超光速3倍多在膨脹,這樣遙遠宇宙邊際的星系之光就可能永遠也傳不到人類的視野,所以有一個“未來視界”。
這兩個視界組成了不可觀測宇宙,這部分宇宙有多大誰也不知道。可觀測宇宙與不可觀測宇宙加起來,才是我們整個宇宙。我們連可觀測宇宙都無法真正的“觀測”到,怎麼能夠看到宇宙的邊際呢?
所以,人類是永遠都無法看到宇宙邊際的,更別說走出宇宙了。
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