以太阳为参考，天体能有多大，宇宙又有多大？

每当聊到宇宙的时候，总会给人一种无力感，就是那种无论人类怎样努力，也永远走不到尽头的感觉。今天呢，我们就用17个天体来描述广阔的宇宙，看一看，宇宙有多么的壮观，有多么的神奇。

首先呢，我们要找的一个参照物最合理啊，也是我们最了解的就是太阳。太阳有多大呢？球体积的公式是V = （4/3）π r^3，太阳的直径相当于109个地球，所以太阳的体积相对于地球啊就等于109乘109再乘109，约等于130万倍。也就是说太阳里面能装下130万个地球。

这是一张真实的太阳系星体的比例图，从这张图里啊，怎么也想象不出来太阳呢，能够装下130万个地球。130万是个什么概念啊？一秒钟数一个数要数15天零1小时，再加上六分钟。直到我看到国外有个人做了个实验，他在一个大球里面装了100万个小球，他把大球比作太阳，但是小球的比例要比地球略大一点，所以装不了130万个，只能装下100万个。直到这个时候我才相信。

但还不是彻底的相信，如果要让我完全相信呢，我就从里面数出1万个小球，然后再对比一下，这就叫做眼见为实。为什么要举这个例子呢？第一呀，我们先要知道太阳有多大，因为要拿太阳做一个参照物。第二呢，宇宙的大小通常表达为两个值，一个呢是天体的直径，一个是天体的体积。只要搞明白直径与体积的关系，也就是球体的体积相当于直径比例的三次方，脑子里的装着这个概念，对宇宙的大小就能有更直观的感受了。

下面我们就进入到第一个天体，天狼星A。天狼星A呀，直径比太阳大1.8倍，质量是太阳的两倍。天狼星位于大犬星座，大犬座是一个位于天球南部的星座，但由于呢离太阳系比较近，只有8.6光年，所以天狼星啊，也是夜空中最亮的恒星。

然后呢，我们进入到织女星。织女星的直径比太阳大2.7倍，它的质量是太阳的2.1倍。恒星的寿命有一个公式，比太阳质量大三倍，寿命呢，就减少750倍。所以织女星的寿命只有太阳的1/10，也就是10亿年。织女星现在已经有5亿年的历史了，再过5亿年呢，它就会走到生命的尽头，发生超新星爆炸。织女星也是人类除太阳以外第一颗被拍照的恒星。

下一颗星啊是大角星。大角星的直径为太阳的26倍，体积是太阳的18000倍。大角星位于牧夫座，是其中最亮的恒星。大角星的个子虽然大，质量却并不大，它的质量可能与太阳相等，最多呢，不超过太阳的1.5倍。50亿年后我们的太阳就会变成一颗红巨星，很可能的，与大角星现在的状态非常像。红巨星爆炸后核心呢，会变成一颗白矮星。白矮星的体积和地球差不多大，但是，表面重力呢约等于地球的18万倍。在这样高的压力下，任何物体都不存在了，连原子都被压碎了，电子脱离了原子轨道，全部变为自由电子。白矮星非常的稳定，寿命可达几十亿甚至上千亿年。白矮星最终会损失所有能量，变成一颗死星，称为黑矮星。我们的太阳最终就会变成黑矮星。

下一颗星是参宿七。参宿七的直径是太阳的74倍，别看参宿七的个子这么大，但是大恒星啊，大多数都是虚胖的，它的质量只有18个太阳的质量。恒星质量在太阳质量的8-20倍之间，在它死亡爆炸之后就不会生成白矮星了，而是生成中子星。

中子星啊是更奇特的一种天体，通常中子星的直径只有几十公里，但是质量却与太阳相当。把这么大的质量压缩到北京市三环路这么大，中子星的密度就变成每立方厘米8的14次方到10的15次方克，相当于每立方厘米重一亿吨以上。中子星把所有原子核都紧压在一起，一个原子核贴着一个原子核，这是多么的奇妙啊。中子星也会进一步的演化，由于它温度高，能量消耗快，最寿命的并不长，只有几亿年。中子星最终也会变成不发光的微型的黑矮星。

再往下是参宿四。参宿四呢是一颗红超巨星，它的直径约等于太阳的900倍。如果它位于太阳系的中心啊，它的表面会超越小行星带，直接顶到木星的家门口。但是参宿四也是大而不重，它的重量只有太阳的14-20倍。根据天文学家观测，参宿四已经到了生命的晚期，它马上就要爆炸了。由于参宿四离地球的距离仅有724光年，如果参宿四爆炸，它会特别的明亮，在地球上，白天都能用肉眼看到这颗超新星，那将是非常有趣的天文现象。

再往下呢，是大犬座的VY Canis Majoris。它的直径约为太阳的1420倍，体积达到太阳的29亿倍，但是质量呢仅为太阳的30-40倍，这又是一颗虚胖的恒星。但是呢，它已经属于大质量的恒星了。大犬座的VY Canis Majoris，在爆炸之后将形成更为奇妙的天体——黑洞。此时时空展现出极强的引力，就是光也不能逃离这个区域。光不能逃离的边界称为事间视界。观测黑洞实际上就是观测事件视界边缘发出的光。

再往下是盾牌座UY Scuti，它的直径约为太阳的1700倍。过去人们一直以为盾牌座UY Scuti是已知的体积最大的恒星，但是这个记录在2020年被打破了，新王者叫做HIP 26718，直径是太阳直径的3070倍，体积达到了恐怖的太阳体积的289亿倍。像HIP 26718这种规模的恒星啊，寿命也就是1000多万年，生如夏花，死犹璀璨，就是这种恒星的写照。

再往下呢，我们就要离开恒星了，NGC 1277是一个位于英仙座的透镜状星系，它的中心是一个超大质量的黑洞。这个黑洞的直径是太阳直径的42850倍，质量估计值在20-50亿倍太阳质量之间。

再往下是个超大质量的类星体，TON 618，它的直径是太阳的29万倍，质量呢，约等于660亿倍太阳质量。它位于猎犬座，TON 618内部存在的黑洞是目前人类观测到的最大的黑洞。因为它的质量太巨大，该星系的气态吸积盘都被吸引到它的周围。当吸积盘中的气体朝黑洞坠落的时候，能量会以电磁辐射的形式释放出来，也就是发出极度明亮的光。TON 618是目前已知的亮度最高的星体之一，所以称为类星体，但它的核心啊，其实就是一个超级黑洞。

再往下是猫眼星云，猫眼星云的直径为0.4光年。从现在开始，我们的距离单位就要改为光年了。星云是超新星爆发后的遗迹，按地球时间计算，猫眼星云爆发于1000年前。爆炸前的恒星质量估计约为太阳的五倍。猫眼星云拥有极为复杂的结构，大圈小圈套着，交织着，非常的美丽。不像是一次爆炸的结果，人们至今也不明白这种形态是如何形成的。

再往下呢，是螺旋星云，螺旋星云的直径为5.1光年，非常的巨大。让人惊讶的是它居然是一颗质量并不大的红巨星爆炸形成。因为科学家在螺旋星云里发现了一颗白矮星，证明它的原恒星质量不会超过太阳的八倍。这片星云为什么这样巨大，就相当于离太阳系最近的比邻星星爆炸，星云把太阳系都包裹起来了，怎么会这样呢，想象不出来，这也是个不解之谜。螺旋星云曾经被称为上帝之眼，但是在2003年的电影《魔戒》风靡全球之后呢，就被人们称为索伦之眼。

再往下是猎户座大星云，猎户座大星云的直径为巨大的24光年。猎户座大星云是银河系内离太阳最近的恒星诞生地，里面包含着数以千计的新生恒星。其中大部分恒星都形成于200-300万年前，因为这些婴儿恒星啊，可以用来推断太阳早期的样子，所以猎户座大星云一直是天文学家观测的热点。

再往下是奥米加星团，奥米加星团的直径为150光年，它是一个围绕着我们银河系的球状星团。奥米加星团距离地球约18300光年，这个星团有一个特别奇怪的地方，它的直径只有150光年，但是里面居然存在着几百万颗恒星。可以说，恒星在里面扎堆了，一颗贴着一颗。相比之下，我们太阳系周围15光年的范围只有几十颗恒星，这个差距也太大了。天文学家推测奥米加星团以前可能是另一个矮星系的核心被银河系扯碎了，并且吸收了，变成了银河系的一部分。

所以呢，可以间接的证明啊，在星系的中央，恒星是非常紧密的挤在一起的。如果我住在靠近银河系中央的部位，夜晚的星空肯定特别的明亮，特别的璀璨。但是强大的辐射呢，也可能无法产生生命。但是话又说回来，谁说生命一定是地球上的这种形式呢？有没有可能存在着等离子生命呢？这些都不好说。

再往下呢，是小麦哲伦星系，小麦哲伦星系直径为7000光年，它是一个小型的星系，包含着数亿颗恒星。小麦哲伦星系距离银河系约20万光年，是距离最近的河外星系之一，也是我们用肉眼能看见的最遥远的天体。

再往下呢，就是我们的银河系，银河系的直径为10万光年，大约拥有1000亿-4000亿颗恒星。估计可能有110亿颗行星像地球一样处在适居带上，所以在银河系这样大的空间尺度范围里，很可能有其他智慧生命的存在。大家想一想，110亿个地球，如果上面没有生命，那是不太可能的。那就只能说明啊，地球是神创造的了，因为没有别的解释了。目前观测到，仙女座星系正以每秒300公里的速度接近银河系，可能在30-40亿年后会撞击。这两个星系最终会合并成一个新的椭圆星系。

再往下呢，是IC 1101。IC 1101是位于Abell 2029星系团中心的一个超巨大的椭圆星系，它的光晕从核心延伸到600千帕秒。科学家估算它的直径大概为280万光年，是银河系直径的28倍。IC 1101呢，是目前已知宇宙中最大和最亮的星系。这个星系中拥有大约一百万亿颗恒星。数字到多少万亿以上那就没边了，就没有什么意义了，因为在我们的脑子里呢，很难形成具体的概念。

再往下，是牧夫座空洞。牧夫座空洞的直径为2.5亿光年，位置在北天牧夫座的中间。牧夫座空洞是个谜团，它是宇宙中一块非常巨大但是几乎没有星系存在的区域。平均每1000万光年才有一个星系。天文学家曾经举过一个例子，如果我们的银河系位于牧夫座空洞的中心，那么直到1960年前，在大型天文望远镜发明前，人们会以为宇宙中只有一个星系，因为除了银河系之外，肉眼什么都看不见。牧夫座空洞，为什么这么空呢，几乎什么都没有，天文学家还不能给出答案。

再往下呢，就是我们的可观测宇宙范围，是930亿光年。这是科学家推测人类可以观测到的宇宙范围的极限。经常有人会问，宇宙从诞生到现在只有138亿年的历史，不是说超光速是不可能的嘛，所以可观测宇宙的半径应该只有138亿光年啊。其实这种理解是错的。广义相对论说，物质与能量是可以互换的，物质速度的上限就是光速，但是宇宙空间并不是物质，空间的膨胀速度是允许超过光速的，所以宇宙的范围远远的超过了138亿光年。

按照这种理论，科学家们认为，如果把现在可观测宇宙的大小比作一个电灯泡，那么不可观测的宇宙范围应当相当于冥王星的大小。想象一下，一个灯泡处在冥王星的中心是个什么样的感觉呢？而这个灯泡就是人类的极限，灯泡外面是什么，人类永远不会知道。更不要提宇宙之外是什么了，宇宙到底有多大呢，现在还是无解的。套用佛教的一句话说，宇宙是十方微尘，三千世界，无边无际。

最近几十年也出现了一些让人特别振奋的新理论，有可能呢，会重新定义宇宙与人类的关系。比如说超弦理论，超弦理论也许能够提供一种新的旅行方法，进入到多维时空，也许一眨眼的功夫，就可以跳出可见宇宙的范围了。想一想，在1万年之前，古人是很难想象坐飞机环绕地球飞行的，也许再过1万年，人类就能够遍布全宇宙了。