宇宙有多大？距地球150万公里韦伯望远镜传来的5张照片，让人深思

穆一平

宇宙到底有多大呢？距离地球150万公里的詹姆斯韦伯太空望远镜告诉你答案。

继哈勃望远镜之后，詹姆斯韦伯太空望远镜发射升天，并成功抵达了太阳-地球L2拉格朗日点附近的太阳轨道上，距离地球约150万公里。
它号称史上最强望远镜，主要任务是观测宇宙大爆炸之后的第一批恒星、第一批星系，以及找寻潜在的系外宜居星球。

2022年7月12日，詹姆斯韦伯太空望远镜的第一批全彩图像和光谱数据正式发布。照片一经发布，震惊了整个天文学家，引人深思，连吃瓜群众们看到这些照片都都被深深震撼到了。

那么问题来了，这些照片到底有什么玄机？到底能告诉我们些什么？
首批公布了5张照片，其中包括了首张深场图像，显示的是一个编号为SMACS 0723的星系团。
在这张照片包含了数千个像银河系这样的星系，同时还有3个让人震撼的信息。
首先是时间上，这张照片显示的是46亿年前该星系团的模样，此时太阳系乃至地球才刚刚诞生。

其次是空间上，它距离我们51.2 亿光年（这是宇宙在膨胀，考虑膨胀效应的结果）。詹姆斯韦伯太空望远镜拍摄它时，捕捉的那片天空区域，大概就是一个人拿起一粒沙子，胳膊伸直举向天空，这个沙子占据覆盖的一片天区。就这么一点大的地方，却拍出了数千个星系。
这就是说，如果我们的眼睛拥有詹姆斯韦伯太空望远镜那样的性能，我们看到的应该就是满天繁星。
最后是在这张照片当中，中心位置有很多圆形或者椭圆形的斑点，这其实是这个星系团中的星系，而在它们周围还有很多弯曲的弧线。

它们其实距离远远超过51.2亿光年，达到了100多亿光年，是距离我们非常非常遥远的天体，只是因为SMACS 0723的星系团弯曲了周围的时空，把这些天体的光线掰弯了，才让我们看到，这就好比一个透镜一样，起到了“放大镜”的效果，这个现象也叫作：引力透镜现象，曾是爱因斯坦广义相对论验证的内。也就是说，它无形中证明了相对论的准确性。

仅从这么一点天区，就拍摄到这么多的天体，让我们掌握这么多的信息，足可见这张照片的重要性。但除此之外，其实我们还能从中学到一个启示：宇宙之大远远超过人类的想象力。为何这么说呢？
这张照片其实告诉我们一个道理：从地球上任意一个方向看去，尽可能看得远，那么你可以看到许许多多的天体，这在之前哈勃望远镜的观测中也能证明。这就意味着地球周围的宇宙世界几乎都是一样的，难道地球是宇宙的中心吗？
不！这个说法不准确。事实上更像是宇宙太大，几乎是无限大的，所以处处都是中心，无论往哪个方向看，宇宙都一眼望不到边。不信？我们来看看之前的一些发现！关于地球，人类曾经有过错误的认知。
人类对宇宙的认识

在最开始时，人类认为地球是宇宙的中心，所有的天体都围绕着地球运动，为此，人们还绘制过非常复杂的地心说模型图。
可是，后来哥白尼、伽利略、开普勒等通过观测发现，地球并不是宇宙的中心，太阳更可能是宇宙中心，并提出了“日心说”。

然而，牛顿的出现，彻底摧毁了地心说和日心说，因为牛顿世界观下宇宙应该是无限大的，是由引力主导的宇宙。
爱因斯坦则在广义相对论中，添加了一个宇宙常说，认为宇宙大尺度下是静态的，这就是爱因斯坦的有边无限静态宇宙的模型。
可是宇宙从不以人类意志为转移，后来梅勒斯以及哈勃又发现，宇宙并不是静止了，而是会膨胀，天文学再次得到发展，提出了“宇宙大爆炸”理论，以及标准宇宙模型等。

从天文学的发展来看，我们会看出科学的进步让我们越来越认识到自己的渺小，从过去认为地球是宇宙的中心，到地球只是宇宙中微不足道的存在。
这也让越来越多的人好奇，宇宙究竟有多大，人类究竟有多渺小？
宇宙究竟有多大？

宇宙的大小，可以分为三个角度：

• 时间角度
  

在过去，我们认为宇宙是静态的，是一成不变的，但是哈勃在观测银河系外的星系时发现，大多数星系发生了红移现象，这说明这些星系正在远离我们。

而且，越是距离我们越远的星系，远离我们的速度就越快。这就让人很奇怪，要知道的是，如果只是个别星系出现运动，那应该是有的靠近我们，有的远离我们，为何这些星系都会远离我们呢？
对此科学家提出了一个理论：宇宙正在膨胀，我们可以把宇宙想象成一个气球，在气球逐渐膨胀的过程中，远处的星系确实会远离我们。

而反过来，宇宙正在膨胀说明宇宙在早期时应该会聚合在一起，科学家们把这个点“奇点”。奇点体积无限小，温度无限高，密度无限大，奇点之后宇宙大爆炸。

科学家通过研究发现，宇宙起源于138亿年前，这段时间宇宙发生大爆炸。但是此时的地球并未形成，直到46亿年前，物质在引力的作用下汇聚在了一起，形成了太阳，形成太阳的边角废料形成了太阳系内的行星、卫星、小行星等。

地球起源于46亿年前，但是直到42亿年前左右，地球上才开始出现生命，生命不断演化，各个生物你方唱罢我登场，轮流在地球上称王称霸，但又在一次次大灭绝中遭遇洗牌，被洗出牌桌。
人类的兴起，也是在最近几十万年，20万年前非洲地区演化出了早期智人，6.5万年前，智人开始走出非洲，一路扩散到世界各地，演化成为了如今的我们。

人类的文明诞生于1万年前左右，而在过去很长一段时间里，人类对宇宙的认识都是九牛一毛，直到近200年来，科学技术不断发展，我们才逐渐从现代科学仪器中了解到宇宙有多大，人类有多渺小？
从时间角度来看，宇宙已经存在了138亿年，而人类文明只有短短的1万年左右，两者相比较之下，宇宙真可谓是大到超乎想象。

• 空间角度
  

从空间角度来看，人类更是小到几乎可以忽略的地步。
我们知道，人类居住在地球上，而地球又只是太阳系内普通的一员，太阳系非常大，大到我们人类派出的第一艘无人飞船，目前朝着太阳系边缘已经飞了40多年，可仍旧没有飞出太阳系，至少还要3万多年才能飞出太阳系。

可能你会觉得，太阳系已经足够大了，但实际上，太阳系只不过是银河系普通的一员，银河系中的恒星数量大约在1000亿-4000亿之间，太阳系渺小到就算消失，可能银河系都不知道。
银河系已经是足够大了吧，可银河系也只是本星系群普通的一员，这里有几十个像银河系这样的星系，直径大约是1000万光年。

本星系群又位于室女座超星系团中，直径大约是1.1亿光年，像银河系这样的星系，大约有4.7万个，在这里，别说是人类了，就连地球都渺小到几乎不存在。

超室女座星系团又位于拉尼亚凯亚超星系团中，它的直径达到了2.5亿光年，这里大到已经超乎到人类的想象。

目前人类能够观测到的最大范围，，别说是人类，就连光从地球上飞出，要达到可观测宇宙的边界都需要930亿年，可想而知究竟有多可怕！

这里多说一下，之所以宇宙诞生才138亿年，可观测宇宙就已经能达到930亿光年，这是因为宇宙是在膨胀的，刚开始时可观测宇宙没那么大，后来膨胀到如此遥远。
而可观测宇宙又只是宇宙中的一员，甚至是忽略不计的存在，由此可见宇宙究竟有多大，人类究竟有多渺小。

• 物质角度
  

从时间和空间角度来看，宇宙大到超乎人类的想象，但你以为这就是人类渺小的存在吗？
不不不！
从物质角度来看，人类也是渺小到几乎可以忽略不计！
宇宙中存在四大相互作用力，分别是：电磁力，引力，强相互作用力，弱相互作用力。
其中我们能看到的东西，主要依靠电磁力，但如果有一种物质，不参与电磁相互作用会怎样呢？
其实，我们就会看不到他，暗物质和暗能量就是如此，它们不参与电磁相互作用，所以我们看不到它。

然而研究发现，暗物质和暗能量才是宇宙中的大多数，它们的占比占据了95%，而人类可见的物质只有5%，这也说明别说是空间和时间上了，就算在同一空间和时间，也有许多我们看不到的物质，可它们又实实在在的存在宇宙中。

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尹泽汐猩

转发了

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