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星系可见光影像如何?物理学家对科幻故事有何看法?宇宙有多大?

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  2017年4月24日,为了庆祝哈勃空间望远镜升空27周年,天文学家用这部传奇的望远镜,为这对高反差的星系拍下了这幅壮美的可见光影像。侧向的螺旋星系NGC4302切过星系盘中央的鲜明尘埃带,造成星光的红化。影像中還可以看到NGC4298镶着泛蓝年轻亮星的尘埃带以及明亮泛黄的星系核。

  

  在这幅全景影像里,地球的圆弧影子在澄澈的天空中升起,并笼罩在皑皑雪峰的上空。这张迷人的暮光时分影像,是由8张照片拼接而成的。暗灰色地球影子的边缘上方,緊贴着逐渐淡去的粉红色反暮光弧,消融在东方仍然湛蓝的天空中。影像中心的高耸雪峰,是覆盖着白雪的阿尔波兹山脉的达马万德峰。达马万德峰是一座高5610米的层状火山,也是伊朗和中亚的最高峰。

  

  在红外光波段,土星的许多细节清晰可见。其中,云带上方有大型的结构体,包括伸展得很颀长的风暴系统。此外,还有环绕土星北极的不尋常六角云,这个六角形每一边的边长和地球的直径相当。目前,六角云的起源及稳定度仍然是科学家研究的课题。而环拱着土星的著名行星环。

  

  作为一名天体物理学家,我总觉得科幻故事的想象力再疯狂,也都明显是在谈论人类。无论地点多么陌生,科学概念多么不同寻常,大多数科幻最终还是在说人类(或类人)的互动、问题、弱点和挑战。这就是我们要回应的,也是我们在理解的道路上做出的最大努力。事实上,这意味着大多数科学幻想发生在可以描述的场景中,比如说在行星上或飞船里。真正的挑战是将故事与人类情感、人类高矮胖瘦以及时间尺度联系在一起,同时仍然捕捉宇宙本身的巨大规模。

  

  宇宙实际上有多大一直困扰着人们的心理。我们知道能够观察到的宇宙可以延伸到数百万光年之遥,可是人类要想真正理解这一点,唯一的途径是将物质分解为一系列步骤,从我们本能地理解地球大小开始。从迪拜直飞旧金山的航程大约13000千米,大致上等于地球的半径。太阳大多了,它的直径是地球直径的100多倍。地球和太阳之间的距离又是它的100多倍,接近1.5亿千米。

  但是,恒星比这遥远得多。比邻星距离我们最近,大约4.25光年。你得把3000万个太阳排成一行,才相当于我们的太阳到比邻星的距离。这空间多大呀!银河系这个巨大结构的直径大约是10万光年,大约有3000亿颗恒星。在这些恒星中,大多数像太阳一样的恒星都有行星围绕它们旋转,有许多行星的大小以及与其母星的距离允许它们拥有我们已知的那种生命。

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