宇宙有多空旷？

二八一霉

宇宙有多空旷？

刘久田

这是最高赞所用素材的完整版，星河浩瀚！
搬运于微博~每次看都被震撼，5'09'' 处是第一个震撼我到掉下巴的节点，后面就是连着掉下巴。。。。语速略快~


https://www.zhihu.com/video/1044736138157785088
更新：https://pan.baidu.com/s/1a2N3_JOtebomMztSajHXAg

非究思身

作为一名玩了5年天文望远镜的业余天文爱好者，强答一波。以下所有图片都是本人自己拍摄，如有怀疑，本人可放出牧夫论坛链接。如需转载，请征求本人同意。。。
首先放出设备图




      当你晚上抬头仰望满天繁星时候，你肉眼所能看到的所有星星，除了月亮，木星，火星，金星，土星这五颗外，其他所有星星和你的距离都是以光年计算哦。。最近的也要4光年。。。也许有些星星已经爆炸，只不过光线还没到达地球。ps 天王 海王 冥王及其他小行星肉眼基本看不到。下面我们先从太阳系内看起。
下图中的木星是我14年冬天拍摄，器材是dob10 es5倍 120mm rgb滤镜。。中间就是著名的大红斑，当时这个大红斑有多大呢，基本上里面可以放进去3颗地球。。。今年大红斑小多了，再过几十年可能会消失。。。




在附两张木星靓照，上面拍于14年11月，下面拍摄于今年6月。






15年拍的土星，好天气不可得，一直没有拍到理想的土星，器材dob10 120mc。土星光环是很漂亮滴，光环与球体间的缝隙也就能放下两个地球而已。。




下面是14年底拍的著名的武仙座大星团，梅西耶编号m13，拍摄器材 dob10 尼康d5100。
即使在10寸望远镜 150倍下目视，也是一个满布恒星的小球状，然而就这么小的一个球，他的直径就是令人恐惧的150光年，在这直径150光年的球形里，有大约100万颗恒星。。。。再看看他距离地球的距离，不算太远。。。2.22万光年。。。这样的球状星团，宇宙中不要太多。。。




猎户座大星云 梅西耶编号m42 14年冬天拍摄 器材dob10 尼康d5100
猎户座大星云大名鼎鼎，再优秀的郊区环境下随便一个8倍的望远镜就能找到他，直径大概16光年，他在宇宙中的作用就是。。。生产恒星。。。距离地球1500光年。




拍的超级烂的m33星系。。。我的dob10实在是不适合拍深空。。。
本星系群第三大星系，仅次于著名的m31仙女座大星系和我们所在的银河系，直径嘛5万光年以上。。距离地球295万光年。。受引力影响，总有一天会和m31一起与我们的银河系相撞。。。




还有一些其他图片就不发了。。。距离太阳系最近的恒星就是三体中三体人所在的半人马座a，我们的邻居恒星系距离我们4.22光年，什么概念呢，目前地球上发射的探测器里，拍摄了冥王星图片的新地平线号的速度是每秒16.26公里，那么以地球现在的科技实力，06年发射的新地平线号探测器从地球出发去邻居家做客需要的时间是9460730472580800除以16260除以3600除以24除以365乘以4.22大概等于7万多年吧。。。那么7万多年以后还会有人类吗。。。
放出一张14年拍的月面图片，这张图片让我坚定不移的相信在月球或者太空中能看到长城完全是扯淡。。。




好邻居大月亮结尾




______8月4号凌晨更新一颗刚刚拍的大冲后的火星，睡觉睡觉



______8月22晚10点新拍火星一张，视宁不同效果不同

哈耶萨鲁亚源

描述天文现象，尤其是尺寸问题，最大的难点就是形象。对于空旷问题，我试着举个形象的例子：你站在北京西三环的中央电视塔顶的露天平台上，拿着一颗弹珠用的玻璃球，贴近你的眼珠，想象一下你是一个生存在宇宙中的巨人，这粒玻璃球就是太阳。你望向远方，想要寻找离太阳最近的那颗恒星——它大概在——


在哪儿呢？西二环？不是。


天安门？

也不是。
那，是在东三环的中国尊？


不是。


难道在通州？总该是了吧！

还不是。


实际上它在大连。

也就是说，你站在中央电视塔顶，举目四望，穷尽目光可及之处，找不到第二颗玻璃球。

而人类目前飞得最远的飞行器旅行者1号，甚至还没有到达塔底。
地球大概是一粒细沙，你把玻璃球放在头顶的话，地球大概在你的膝盖处；

而人类离开的最远距离（月球），离这粒细沙不过10张纸的厚度远。
10张纸啊！




目视可见区域内找不到一颗玻璃球，而人类走过的最远距离还不如你的指甲盖长。

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评论有人想我出一个临近星系的比喻，这个很好搞，去看卫星夜景就好了。
北京市辖区，就是银河系，忽略天津，周边的三线河北城市就是银河的卫星系。唐山市差不多就是大麦哲伦星系。

那么上海市从规模和距离上，都很像仙女座星系M31。它周边的城市也都是仙女座的卫星系。看起来杭州市很像M33。
然后上海市+北京市+各种周边城市，组成了本星系群。



忽略天津，北京和上海及周边，像极了本星系群

那么，本星系群所在的室女座超星系团（本超星系团）有多大呢？本超星系团的中心，室女座星系M87在哪？

在东京吗？


不是，太近了。

旧金山够不够远？


也不是。
那只能是南极了。


也不是。
md到底在哪？


让我们来更进一步。现在咱们把北京4环比喻成M31，天津内环路差不多就是银河系，京津城市群就是本星系群。


那么此时的上海差不多就是本超星系团的中心M87了。


错！还不是。

那是东京吗？


不是，差得远。
新加坡？够远了吧？


不是。


实际上它在旧金山。也就是差不多1万公里（折算成直线距离）。

整个地球，基本相当于本超星系团。
那么问题来了，本超星系团相比整个可观测宇宙，有多大呢？


这个问题也不难。我们进一步压缩，现在让你北京五环就是本超星系团了，天安门城楼就是M87，银河系和仙女座星系相当于四环边上两座报刊亭。太阳就是报刊亭里一个原子。


嗯，那么此时地球就是整个宇宙。
<hr/>评论里有人说也不是很大，我有责任，因为我越过了关键的一步：太阳vs银河系。好吧，那么让我们来看看在玻璃球太阳系中，银河系有多大呢？

中国？nonono。


一步到位吧，有地球那么大。


不是。
木星总差不多了吧。


不是。

我曹，难道还能比太阳还大？


是的。
事实上，它们差了一个数量级。大概是10个太阳并排放在一起。



想象一下左下角地球上的那个玻璃球，vs 10个太阳放在一起的大圆盘。

然后把这一点带入上面的星系对比，你还觉得宇宙不大吗？

散漫竹子

简单的回答是：宇宙非常非常非常的空旷。
我们先从微观世界开始。组成我们周围世界和我们自己的是原子。我们知道，原子很小。
如果把一个原子放大到一颗玻璃球那么大。


图片来自
https://youtu.be/_lNF3_30lUE
你的拳头会有多大呢？


图片来自
https://youtu.be/_lNF3_30lUE
答案是：和地球一样大。
然而，原子内部基本上是空的。原子包含原子核和电子，剩下的是大量一无所有的空间，大概有这么多：


图片来自
https://youtu.be/_lNF3_30lUE
如果把这些空间都压缩掉，全世界人口只有这么一勺：


图片来自
https://youtu.be/_lNF3_30lUE
再来看看空旷的太空。
关于地球和月球，我们常常看到这样的图片。


图片来自
https://www.flickr.com/photos/ugordan/2237142824
但是，它并没有体现出真实的比例。真实的比例是这样的：


图片来自
Every planet in our solar system could fit between Earth and the Moon
我们熟悉的太阳系主要是太阳和八大行星，其中最远的海王星距离太阳30个天文单位，即地球-太阳距离的30倍。其实，所有这些大行星都可以排列到地球和月球之间这0.0026天文单位的距离内：


图片来自
Every planet in our solar system could fit between Earth and the Moon
这个范围内包含了太阳系的绝大部分物质，但是却远远不是太阳系的边界。来看看现在认识到的太阳系有多大吧。


图片来自
Solar System
1. 内太阳系。最外层的行星是木星
2. 外太阳系。最外层是柯依伯带和冥王星。
3. 小行星Sedna的轨道。
4. 奥尔特云的内层。
下面来看看银河系。
恒星密度指单位空间中恒星的数量，这个概念可以告诉我们银河系有多空旷。
太阳附近的恒星密度是每立方光年有0.004颗恒星，也就是说250立方光年才会有一颗恒星。太阳的体积是1.41 x 10^18立方公里。就是说，这个空间的大小是太阳的1.5 x 10^23倍。
这相当于在地球这么大的空间里，只有一个足球。


银河系中有超过70%的是比太阳更小的红矮星，放在这样的空间中，它们相当于乒乓球的大小。
银河系中心和球状星团都是恒星最密集的地区，可以达到太阳附近物质密度的500倍。相当于在地球这么大的空间中放500个球。
银河系以外，是以十万或百万光年计算的虚无。下图是我们知道的所有宇宙空间。


图片来自
Local Group
如果把所有的物质分摊到这个空间，它的密度是每立方米6个质子。地球这么大的空间，它的质量只有1粒沙。



最后，我们眼中一无所有的真空，其实充满了量子起伏，无数的粒子和反粒子在其中出现，消失。从某种角度来看，其实这是一个喧嚣的宇宙。