宇宙有多大?如果这个限定是“无穷大”,那么我们换一个问题,太阳系有多大?但这好像也没有一个可以确定的范围,因为不知道什么才能作为太阳系或者宇宙的边缘。并且我们找不到宇宙的中心,但我们可以确定一个星系的中心。
科学家在对一个信息系统进行命名的时候,总是参考其中心的天体,比如银河系的中心是银核,太阳系这个名称来源于太阳本身。那么中心天体又是怎么确定的呢?
这个其实非常还理解,就是当所有在该星系的其它天体都围绕其共同旋转,以其中心。而在太阳系中,有八颗大的星星围绕着太阳公转,其他都是矮行星或者陨石等小天体,以及在宇宙中漂浮的星云等物质。
从人类对于太阳系的描述效果图来看,在太阳系中,所有些物质全部都有规律的排列着,似乎稍一发生轨道偏离,就会造成难以估量的大祸。但实际上,太阳系其实非常空旷。
太阳系
太阳系(Solar system)是一个以太阳为中心,受太阳引力约束在一起的天体系统,包括太阳、行星及其卫星、矮行星、小行星、彗星和行星际物质。
正如上述所说的,太阳系中有很多的物质构成。具体又有多少物质构成呢?
从根据历年来的所有观测到2019年10月为准,人类已经在太阳系发现包括八个行星和近500个卫星在内的天体,还有系边缘的柯伊伯带存在的120多万颗小行星,它们都由一些质子或者中子组成。
这个数据已经十分庞大,诸多物质拥在太阳系中,这样看起来十分冗杂。
但是如果我们将这些物质放在一个半径约20万个天文单位(以奥尔特云为边界,约29.29亿亿公里)的太阳系中,那么它们之间的距离就非常的空旷了。
以太阳系中存在的八大行星为例,在我们的印象中,它们应该是这样的:
而根据实际的数据运算的话,它们之间就不会是我们看见的这么紧密的关系了。在太阳系中,距离太阳最近的星球是水星,但即便它们彼此再靠近,也有5800万公里;而距离太阳最远的海王星,其距离已经达到了45亿公里。
这两者之间的距离已经达到了3200多个太阳的大小,而国家这八大行星当中,最大的木星其直径也只有14.34万公里。
所以实际上的太阳系,并没有我们想象的那样“拥挤”,旅行者号要到达半径为一光年的边缘,行驶了40多年都还远远不够。相反,就像是很多探测系统与这种拍摄的地球一样,其背景似乎空无一物,全是一片“荒芜”。
宇宙空间
而在整个宇宙空间环境当中,也并没有被物质所完全填充(这里的“物质”多指我们能观测并看得到的实物)。相信很多人都看过哈勃深空图:
看见这张图,我们似乎总能想象出一幅被无数星系布满的宇宙空间形象,并且在地球上看见的满天的星空似乎就是最好的证明。
但从物理学上来看,我们所能看见的密密麻麻的星空,其实际上的距离也非常的遥远,就算是用上现代科学技术最先进的飞行器,其速度也得花上几万年,甚至上百万年的时间才能到达相邻的星系。
就比如距离银河系最近的仙女座星系,这二者之间实际上的距离大约是254万光年(2400亿亿公里)。与人类目前飞得最快的帕克太阳探测器来实现空间跨越的话,也要行驶将近40亿年的时间,也就差不多是一个地球从诞生到发展至今的时间,而人类社会前后总共不过才出现200多万年而已,这简直无法想象。
虽然这个宇宙中存在上亿万个这样的星系系统,但是别忘了我们的前提:仙女座星系已经是相对来说距离我们最近的星系,其他较远的星系我们都不能直接看到。
更何况宇宙空间还正在继续膨胀,星系与星系之间的距离还在不断的扩大。这样看来,整个宇宙的空间都只会越来越空旷。
物质构成
但是我们刚刚说的也是宇宙中存在的看得见的物质,也就是传统意义上的“普通物质”,而宇宙中还有一种看不见的物质,也是被科学界认为是合理存在的,比如说“引力”和“暗物质”。
根据牛顿的万有引力理论来说,宇宙中所有物质都有引力作用,只是根据物质的质量大小,存在一定的差异。
在引力作用下,太阳周围的天体可以围绕太阳进行规则的轨道运动,银河系的引力也使更多的恒星系统围绕银河做固定的轨道运动。只要存在物质就存在引力,可以说它也充斥着宇宙空间。
另外一种典型的“看不见”的物质就是“暗物质”。
除了引力作用之外,科学家认为宇宙中还有一种没有什么特殊变现方式的力量在“托”着所有物质,以维持星系的现状不塌缩,这就是“暗物质”独有的力量。而这种暗物质是无处不在的,因此,宇宙空间又可以说是并不空旷,而是满是物质填充的空间。
但是,暗物质是没有被证明的存在,它是不是真是存在于宇宙当中,这个还有待商榷。并且还有新的理论认为,暗物质本身并不存在。那么如果再加上宇宙膨胀这个前提,空间的所具有密度就会存在两种方向相反的结果。
不知各位认为,太阳系的整个空间是空旷还是拥挤呢?
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