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【圖集】從10億光年到0.1飛米的世界
1樓 魔法绿骑士 2011-7-19 18:27

圖中的淡蘭色小方框是下一個圖的邊長!

【9.45堯米】(10億光年)


這是一個什麼概念呢?
光年,光走一年的路程。光速!它是速度公認的極限,每秒299792458米,能在眨眼間繞地球七圈半。看見麼,就這麼快的光,讓他跑吧,跑個一年,所度量出來的距離就是一光年了。現在各位把鼠標移到螢幕的左下角,點「開始」-「程序」-「附件」-「計算器」,都來動手算算它,這一年是31536000 秒,一秒跑299792458米,乘出來就9454254955488000米,約等於十萬億公里吧。你說什麼,簡直天文數字?廢話,天文上的數字當然得是天文數字啦~~~~~但這也僅僅只不過是一光年的長度。
當我們看到十億光年以外的星星時,映入我們眼帘的那束星光已經在茫茫宇宙間飛奔了十億年。換句話說,我們現在看到的僅僅是它十億年之前的樣子!現在的它究竟如何我們只有再等待十億年才能看到……不寒而慄!
普遍認為宇宙誕生到現在有150億年。所以我們可能觀察到的最廣闊宇宙空間的直徑只可能在150億光年這樣的範圍之內。150億光年遠的地方的光被我們看到時已經在宇宙間穿越了150億年,那是宇宙誕生時的影像!!!

下面這張圖是在十億光年這樣的數量級下觀測宇宙,上面的每一個象素點所表現的事物都是無比古遠的。絕大部分空間都如此圖所示那樣空無一物,遙遠的星系發出的光芒就象是一小撮灰塵。這種空曠是很平常的,象我們居住的家園那樣光明的世界只是例外情況。這張照片放大10倍之後我們依然看不到新的結構或者新的空隙;在這個尺度上宇宙大體上是均勻的。在這麼大的空間範圍中,新奇的東西其實存在於時間之中,而不在空間之中。所有的劇變都發生在過去。這裡展示的場景,在至少幾十億年之後,將逐漸黯淡下來;同時,昏暗的星團們將漂移地更為分散。


此圖所示區域的邊長約為10億光年。1光年即光在1年中走過的距離,約為9.5×1015米,大致相當於10萬億公里。而10億光年就大約是10的25次方米。由於光速的不可超越性,1光年之外的星星發出的光,需要1年才能到達我們這裡。依此類推,我們所看到的10億光年之外的,如圖中所示的星系的星光,其實只是它們在10億年前的影像。我們似乎是在朝遠處看,實際上是在朝過去看。這就是說明中那句「存在時間之中,而不在空間之中」的意思。現在人類能觀測的最遠距離約為150億光年,那已經是非常接近宇宙大爆炸初期的影像了,因為大爆炸就發生在約150億年前。也就是說,上面這張照片的邊長如果再擴大4倍的話,就是我們人類有可能觀測到的全部宇宙。宇宙的全部歷史就在其中。另外,由於宇宙中所有物質的總質量,現在看來還達不到相對論所要求的下限,所以宇宙的膨脹將無止境地繼續下去,所以說明中最後強調了各星團將繼續「分散」下去。

2樓 魔法绿骑士 2011-7-19 18:29
【945澤米】(1億光年)
向著我們在銀河系中的遙遠家鄉,我們再前進一步看看。但我們至多只看到一個大一些的,很多星系糾纏在一起的星團,這是處女座星團。星系按規則是圍繞着星團或星群運動的。有理由相信我們的銀河系自身就是處女座大星團的一個組成部分,受到它的持續不斷的引力的拉動;處女座星團自身又是一個超星團的組成部分。銀河系周圍,在一個較大範圍的空間里沒有值得注意的星系。
  【此圖所示區域的邊長約為1億光年,即10的24次方米。處女座星團(Virgo cluster),由於從地球上看位於黃道上的處女星座而得名,由不到2000個星系組成(銀河系即為其中之一)。它本身又是所謂「本超星團」(Local supercluster)的一部分。處女座星團的中心地帶離銀河系約5千萬光年。】
3樓 魔法绿骑士 2011-7-19 18:30

【94.5澤米】(1000萬光年)
這些就是我們的宇宙區域內的星系,每一個亮點都是由幾十億顆恆星發出的光芒彙集而成。恆星間相互的引力把它們聚集為星系,每一個星系都是由運動的恆星組成的複雜的集團。
  【此圖所示區域的邊長約為1千萬光年,即10的23次方米。離銀河系最近的是仙女座星系(Andromeda Galaxy),約在250萬光年之外,應該就是圖中小框框之外,左下邊的那個。由於從地球上看該星系位於仙女星座,故有此名。著名的「仙女座大星雲」(仙女座聖鬥士瞬的武器的典故?)是其舊名。現在已經證實該星系的中心有一個黑洞。另外,圖中小框框之外,右下邊的那個應該是三角座星系(Triangulum Galaxy),那是離銀河系第二近的星系,約在260萬光年之外。它是地球上能用肉眼觀察到的最遠的天體。】

4樓 魔法绿骑士 2011-7-19 18:31

【9.45澤米】(100萬光年)
這個扁扁的餅就是我們的星系——銀河系,可以看到它的旋臂結構。在空間中運行時,銀河系還帶着它的兩個衛星星系——大小麥哲倫星系。比我們的銀河系更大的星系並不多,而比兩個麥哲倫星系更小的星系似乎也不多。
  【此圖所示區域的邊長約為1百萬光年,即10的22次方米。大小麥哲倫星系,由首次完成環球航行的葡萄牙航海家麥哲倫於1519年發現,故得名。它們就是圖中框框之外,左下邊的那兩個不規則亮點。由於它們的位置從地球上看非常靠南,北半球的觀測者很難直接觀察,所以只有接近赤道或者到達南半球時(如麥哲倫的航行那樣)才能被發現。不過有些阿拉伯的天文學家在公元10世紀就記載了它們的存在,可能這些學者和來往於非洲和阿拉伯的水手們有過接觸。銀河系和兩個麥哲倫星系的關係,就象地球和自己的衛星月球一樣,所以它們被叫做衛星星系。大小麥哲倫星系是圍繞着銀河系運動的,一般不被視為獨立的星系。所以,離銀河系最近的星系一般都認為是前面提到的仙女座星系。兩個麥哲倫星系離銀河系的距離約為20萬光年。它們的大小是銀河系的1/10,直徑約1萬光年。】

5樓 魔法绿骑士 2011-7-19 18:32

【945艾米】(10萬光年)
我們正在俯視銀河系。一千億顆恆星由於彼此引力的吸引而圍繞着銀河系中心區域旋轉,有些比較靠里,有些靠外。我們的太陽,和其他恆星一起圍繞着「銀心」作順時針運動,每3億年環繞一周。圖片的背景中還有其他星系,和我們的銀河系一樣,它們一邊在漂移,一邊也在緩慢地旋轉。
  【此圖所示區域的邊長約為10萬光年,即10的21次方米。銀河系的直徑約為10萬光年,其中最核心的直徑約3萬光年的一部分被稱為「銀核」,是恆星較集中的區域。銀河系包含的恆星總數約2千億-4千億顆,大致按照4條旋臂分佈。】

 

6樓 魔法绿骑士 2011-7-19 18:34

【94.5艾米】(1萬光年)
恆星的星雲和發光的氣體,以及一小塊一小塊的暗塵,組成了變化緩慢的、銀河系「餅狀結構」的旋臂。我們的太陽尚在很遠之外,這裡看不見,但它就在圖片的中心,靠近一條旋臂。
  【此圖所示區域的邊長約為1萬光年,即10的20次方米。太陽系處在銀河系4條旋臂之一的附近,距離銀河系的中心約2.5萬光年。太陽系圍繞「銀核」旋轉的速度是每秒217米。】

7樓 魔法绿骑士 2011-7-19 18:34

【9.45艾米】(1千光年)
在這張照片里,我們已經深入了銀河系內部,周圍是一群群的恆星,它們已經可以被單獨地分辨出來了。幾乎所有的上千顆被古代觀天者定位並歸納為星座的恆星,都在這裡,它們就是我們的銀河系鄰居。這裡還有上千顆另外的恆星,只是由於太暗而看不見。
  【此圖所示區域的邊長約為1000光年,即10的19次方米。在太陽系周圍的這些恆星——當然都是銀河系的一員——是我們在地球上看到的星空的主要部分。由於它們比較集中在銀河系的「餅狀結構」之中,所以從地球上看它們在一個方向上才那麼集中,才形成所謂「銀河」的形狀。只是因為它們離我們這麼近,所以它們的光我們看起來這麼亮。】

8樓 魔法绿骑士 2011-7-19 18:36

【945拍米】(100光年)

滿天的點點繁星。它們之中的一個,在正中間,不過由於太暗而看不到,就是我們的太陽。在北半球的天空很顯著的大角星,在這裡閃耀着。大角星本來就比我們的太陽更亮,而且我們在這裡離它也更近。
  【此圖所示區域的邊長約為100光年,即10的18次方米。大角星(Arcturus),位於牧夫座(Bo鰐es),沿「北斗七星」(即大熊座,Ursa Major)的斗柄三星的延長線,可以找到的一顆紅色亮星。大角星是全天第3亮星(不算日、月以及太陽系內的各行星),僅次於天狼星(Sirius)和「南極老人星」(Canopus)。由於另兩顆主要在南半球才可看到,所以大角星是北半球常見的最亮的星。它離太陽約36光年,其直徑是太陽的10倍,絕對亮度比太陽亮190倍。】

9樓 魔法绿骑士 2011-7-19 18:37

【94.5拍米】(10光年)

我們所知的絕大部分物質都形成了恆星——內部的核火焰蘊育出的氣體團,通常可以持續燃燒很長的時間。在旅程的這個階段,附近是沒有恆星的,我們在圖片中看到的星星都是距離非常遙遠的恆星背景,和我們在地球上看到的景象沒有區別。前後好幾張圖片的恆星背景都沒有變化。由於它們在背景很遠的地方,而我們一步一步前進的步伐相比之下又太小,所以它們的位置沒有明顯的移動。
  【此圖所示區域的邊長約為10光年,即10的17次方米。很可惜這裡沒看到天狼星。天狼星是全天第一亮星,位於大犬座(Canis Major,南天的著名星座),距離太陽約8.7光年,體積比太陽大2倍,亮度比太陽亮20倍。另外,離太陽最近的恆星是比鄰星(Proxima Centauri),位於半人馬座(Centaurus),距離太陽約4.2光年,直徑約為太陽的1/7,地球上肉眼不可見。】

10樓 魔法绿骑士 2011-7-19 18:38

【9.45拍米】(1光年)

在這裡,我們看到中心有一顆比其他恆星都亮的星,只是因為它離我們近得多。那就是太陽。晝與夜,冷冷的星空與賜予我們生命的溫暖,都源於我們的行星坐落於一顆中等的恆星附近。一旦我們離開太陽遠一點,就會認識到它只是一顆普通的恆星,那些遙遠的恆星在某種意義上都是太陽。
  【此圖所示區域的邊長約為1光年,即10萬億公里,10的16次方米。】

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