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宇宙是最大的吗_宇宙是最大的吗,比宇宙大的空间还有吗?

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online_member 发表于 2023-1-27 12:00:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
美媒文章:宇宙中最大的东西是什么?
参考消息网2月14日报道美国太空网站2月7日发表题为《宇宙中最大的东西是什么?》的文章,作者是伊丽莎白·肖维尔,全文摘编如下:
宇宙中最大的东西直径可达100亿光年。
科学家在近期已经绘制出名为“拉尼亚凯亚超星系团”的第一张图,银河系以及其他很多星系都处在这个超星系团。这一电脑模拟图像描绘了这个超星系团,该图像最初来自英国《自然》周刊网站的一段视频截图。
然而,科学家们发现宇宙中最大的结构是“武仙-北冕座长城”。它很宽,延伸超过100亿光年,而宇宙只有138亿年的历史。
“大”在宇宙中意味着什么?
太空都是关于很远的距离和很大的物体。
地球对我们来说很大,赤道周长约有40075千米。但在宇宙中,地球很小。即使在我们自己的太阳系中,我们也被木星和太阳映衬得很小。
虽然我们的太阳看起来很大,但与我们所知的最大恒星相比,它显得微不足道。太阳是G型星(黄矮星),在宇宙尺度上它是相当平均的大小。一些“特超巨星”的体积要大得多。或许已知体积最大的恒星是“盾牌座UY”,它的半径是太阳的1700多倍。不过,虽然在直径和周长方面,“盾牌座UY”十分巨大,但它的质量仅为太阳的30倍左右:体积和质量在太空中不一定相关。
需要考虑的更大质量物体是黑洞,尤其是通常位于星系中心的超大质量黑洞。举例而言,银河系中心附近有一个黑洞,其质量约为太阳质量的400万倍。目前发现的最大超大质量黑洞之一位于NGC 4889星系中,其质量是太阳质量的210亿倍。然而,即使是最大质量的黑洞体积也不是特别大,因为这种结构是宇宙中密度最大的。
星云的体积也十分巨大。三角座星系中的NGC 604通常被认为是最大的星云之一;其直径约为1500光年。
星系是恒星系统以及这些系统内部一切的集合:黑洞、行星、恒星、小行星、彗星、气体、尘埃等等。我们自己的银河系——如果被认为是一个天体的话,其跨度约为十万光年。科学家很难描述最大的星系,因为它们实际上没有精确的边界,但我们所知的最大星系跨度达到数百万光年。
据美国国家航空航天局(NASA)称,最大的已知星系是IC 1101,其跨度可达400万光年。
星系通常由引力束缚组成星系团。天文学家曾经认为,这些结构是宇宙中最大的东西。然而,在上世纪80年代,科学家们意识到,星系团也可以通过引力作用形成超星系团,这是宇宙中最大的一类结构。
武仙-北冕座长城是什么?
目前,科学家认为,宇宙中已知的最大超星系团的最佳候选者是武仙-北冕座长城,尽管天文学家已经花了将近十年时间讨论这个结构。
2013年,由匈牙利国立公共服务大学的伊什特万·霍尔瓦特领导的一个研究团队在第七届亨茨维尔伽玛射线暴研讨会上宣布了武仙-北冕座长城。
科学家们一直在研究伽马射线暴这一宇宙现象。天文学家认为,这种现象来自超新星。伽马射线暴被认为很好地说明了宇宙中巨大物体的位置,因为大恒星往往聚集在较稠密的区域。霍尔瓦特和他的同事发现,伽马射线尤其聚集在约100亿光年以外位于武仙座和北冕座方向的区域。
但有关这个巨大的结构是如何形成的,是个难解之题。霍尔瓦特认为,这种结构似乎违背宇宙学原理,即宇宙是如何形成和演变的。这一原理认为,在大尺度上宇宙应当是均匀的,但这个结构并不均匀。
南卡罗来纳查尔斯顿学院的天文学研究员乔恩·海基莱在2014年的一份新闻稿中说:“我本以为这个结构太大了,不可能存在。即使作为合著者,我仍然心存疑虑。”但他说,研究人员在那个位置发现随机数量的伽马射线的机会很小——远远不到1%。
他还说:“因此,我们认为,这种结构是存在的。还有其他结构似乎违背普遍同质性:史隆长城和巨型超大类星体群……因此,很可能还有其他的,有些甚至可能更大。只有时间会证明。”
来源:参考消息网
宇宙的浩瀚和神秘是我们人类想象不到的,虽然我们的科技已经发展到如今的程度,但我们对宇宙的探索也不过算得上是“初出茅庐”的水平。
截止到现在,我们就连离开地球都压力巨大,而离开太阳系探索更深层次的宇宙深空,也就仅限于在脑海中想想了……
宇宙是最大的吗_宇宙是最大的吗,比宇宙大的空间还有吗?517 / 作者:UFO爱好者 / 帖子ID:107710
温度大概是宇宙中最神秘的“现象”之一,说起来你可能会感到不可思议,目前科学家已经通过科学手段推算出了宇宙中两个温度的极端,宇宙最高温和最低温的数值。
根据推算,宇宙最高温的数值为1.4亿亿亿亿摄氏度(普朗克温度),而宇宙最低温的数值则仅有-273.15摄氏度(绝对零度)。
宇宙是最大的吗_宇宙是最大的吗,比宇宙大的空间还有吗?51 / 作者:UFO爱好者 / 帖子ID:107710
那问题来了,宇宙这两个极端温度的数值究竟是如何得到的?又为什么宇宙最高温度为1.4亿亿亿亿摄氏度,最低温度却只有-273.15摄氏度呢?
普朗克温度大川先来跟大家聊一下宇宙的最高温度,也就是普朗克温度。不过在此之前,大家还需要先弄清楚另一个概念,那就是光速
宇宙是最大的吗_宇宙是最大的吗,比宇宙大的空间还有吗?262 / 作者:UFO爱好者 / 帖子ID:107710
光速简单理解就是光在真空中的传播速度,约为30万千米每秒,这是目前科学界公认的最快速度,任何有质量的物体都不可能达到甚至超过这个速度。
因为根据爱因斯坦提出的狭义相对论动能公式,当有质量的物体速度达到光速时,维持它运动的能量也就趋近于无限大,这在现实中是不可能实现的。
宇宙是最大的吗_宇宙是最大的吗,比宇宙大的空间还有吗?529 / 作者:UFO爱好者 / 帖子ID:107710
在普朗克温度的计算公式中,普朗克温度正是基于光速计算出来的。
宇宙是最大的吗_宇宙是最大的吗,比宇宙大的空间还有吗?943 / 作者:UFO爱好者 / 帖子ID:107710
普朗克温度推算公式
这个数值也正是大川在前面提到的1.4亿亿亿亿摄氏度。在这样的温度之下,任何物质元素都将化为“灰烬”,而它也因此被定义为了理论上的宇宙最高温度。
宇宙大爆炸而根据科学家的推测,普朗克温度曾在宇宙中出现过一次,这一次同样也是它唯一出现的一次,那就是宇宙大爆炸发生的瞬间。
宇宙是最大的吗_宇宙是最大的吗,比宇宙大的空间还有吗?150 / 作者:UFO爱好者 / 帖子ID:107710
根据现代最流行的宇宙学说,我们身处的整个宇宙,在最初的时候其实只是一个奇点。在这个奇点发生爆炸(宇宙大爆炸)后,喷发出的气体尘埃,在经过数亿年的时间,最终演化成了我们现在看到的宇宙中的一切。
而在宇宙大爆炸发生的第一个瞬间,也就是第一个单位普朗克时间(10^-43秒),爆炸中心的温度就达到了普朗克温度。
宇宙是最大的吗_宇宙是最大的吗,比宇宙大的空间还有吗?914 / 作者:UFO爱好者 / 帖子ID:107710
基于此,现代科学界也就普遍认为,任何比这个温度更高的温度是没有任何意义的,起码在我们生存的这片宇宙中,是没有任何意义的。
绝对零度跟普朗克温度相反的另一个极端温度,也就是被称作绝对零度的宇宙最低温度。
宇宙是最大的吗_宇宙是最大的吗,比宇宙大的空间还有吗?224 / 作者:UFO爱好者 / 帖子ID:107710
绝对零度的温度数值非常精确,为-273.15摄氏度,这个数值同样也是科学家通过公式推导出来的。
在中学时期,我们曾接触过一个简单的物理方程——理想气态方程
宇宙是最大的吗_宇宙是最大的吗,比宇宙大的空间还有吗?857 / 作者:UFO爱好者 / 帖子ID:107710
理想气态方程,r=R/M
根据理想气态方程,通过外推的方式我们可以得知,当温度降低至-273.15摄氏度的时候,气体的体积或者压强就将减小到0,无法再继续下降。
因此,-273.15摄氏度也就是低温的极限。
宇宙是最大的吗_宇宙是最大的吗,比宇宙大的空间还有吗?951 / 作者:UFO爱好者 / 帖子ID:107710
绝对零度的温度图线
而基于理想气体分子平均动能跟温度的关系,当温度降低至-273.15摄氏度时,气体分子的平均动能也将降低至0。
此时此刻,所有气体分子都将停止运动,你可以理解为这些气体分子被完全“冻结”了。
宇宙是最大的吗_宇宙是最大的吗,比宇宙大的空间还有吗?786 / 作者:UFO爱好者 / 帖子ID:107710
也正是因此,绝对零度实际上是非常可怕的存在,在这样的温度之下,世间的一切都将被彻底冻结,并且这里的冻结是从最基础的原子意义上来说的……
回飞棒星云目前科学家在宇宙中发现的最低温度,来自于距离地球5000光年远的半人马座方向的回飞棒星云(Boomerang Nebula)
宇宙是最大的吗_宇宙是最大的吗,比宇宙大的空间还有吗?957 / 作者:UFO爱好者 / 帖子ID:107710
回飞棒星云
回飞棒星云的温度仅有-272摄氏度,比绝对零度只高出了1.15摄氏度,这比宇宙背景辐射温度(可以理解为宇宙真空的温度,-270.42摄氏度)还低。
之所以它的温度会如此之低,这跟它的中心星持续以60万公里每小时高速喷发云气、尘埃有关。
宇宙是最大的吗_宇宙是最大的吗,比宇宙大的空间还有吗?746 / 作者:UFO爱好者 / 帖子ID:107710
由于它的中心星本身就处于濒死的状态,温度非常低。而在持续喷发云气、尘埃的过程中,随着这些气体尘埃的极速膨胀,温度也就降了下来。
写在最后前面,大川提到了宇宙微波背景辐射温度,由此也衍生出了一个非常有意思的现象。
宇宙是最大的吗_宇宙是最大的吗,比宇宙大的空间还有吗?579 / 作者:UFO爱好者 / 帖子ID:107710
举例来说,太阳表面的温度高达5500摄氏度左右,在这种温度下,就连远在1.5亿公里外的地球都能被“烤热”,但是太阳附近的宇宙真空环境温度,却是接近于绝对零度的宇宙微波背景辐射温度。
这种现象产生的原因,究竟是什么呢?
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