哈勃望遠鏡來告訴你,930億光年的宇宙究竟有多大,大到無窮

2020-08-28 弄潮科學

世界那麼大,我想跟著哈勃望遠鏡去看看宇宙!


宇宙的外文是Universe,有領域、範圍、體系和天地萬物之意。就是納含了一切。

現在我們知道宇宙可觀測的空間範圍就有930億光年之廣,時間有138億年之壽。

人類自古就嚮往宇宙

宇宙一詞自古有之,春秋時期的《文子·自然》中就有「往古來今謂之宙,四方上下謂之宇」的記載。漢代的科學家張衡也說過「宇之表無極,宙之端無窮。」看來古人就已對宇宙有了較深入的認識,已經認識到了宇宙的無限,無論時間或空間。

1608年,伽利略改造了利普賽的望遠鏡,開始探索宇宙真面目,看到了太陽的黑子、月亮的隕石坑、浩瀚無邊的銀河系,還有金星的位置變化和木星的4顆衛星。這些都是此後「日心說」的最大證據。在1609年,克卜勒的三大定律發展了「日心說」,「日心說」也被世人知曉。

18世紀中期,威廉·赫歇爾首次用天文望遠鏡拍下的圖片得出了一張以太陽係為中心的扁平狀銀河系構圖。


1922年,天文學家艾德溫·哈勃用當時最大的天文望遠鏡觀察到了星系間的「譜線紅移」現象,催生了宇宙正在膨脹的理論與「哈勃常數」,為後來的「宇宙大爆炸」理論提供了依據。後來由觀測到的星系紅移率推測宇宙大約誕生在138億年前的大爆炸,宇宙起源於一個奇點,這個奇點與黑洞奇點的物理性質一樣的。


這太有趣了,足以讓所有科學家們徹夜難眠。科學家們也想到了在地面就能觀測到宇宙的星系紅移,如果在沒有大氣幹擾的太空中呢?

探索宇宙的哈勃望遠鏡

為了能更精準、深入、全面的觀測宇宙。在1968年,美國NASA確定了建造一臺「太空望遠鏡」的計劃,望遠鏡的口徑要有3米,預計1979年發射。

計劃一出,立即引起了大眾的一致支持。不過後來由於國會剔除了一半的預算,使原來的3米口徑鏡面縮小到2.4米,製造計劃也沒有在1979年完成,一直拖到1981年才完成製造,由於各種原因,發射任務也拖到1990年。


哈勃望遠鏡是以發現宇宙膨脹的天文學家艾德溫·哈勃的名字取名的,目的顯然是衝著觀測無窮的宇宙而去。由於維護組件等問題,哈勃望遠鏡升空後好幾年內都不能正常工作及觀測拍攝。

不過在太空中沒有了大氣層散光的缺陷,具有觀測拍攝到紅、紫外線的優勢,一旦哈勃能正常運作了,拍攝結果是讓人驚喜的。它能拍到133億光年外的MACS0647-JD星系,拍到了暗物質和暗能量,這是前所未有的。


哈勃望遠鏡已經是美國NASA觀測宇宙的先鋒主力,哈勃太空望鏡提供的「造父變星」觀測數據,讓哈勃常數更為精確,使原來2倍的差異將至到10%,科學家對宇宙膨脹速率以及宇宙年齡的推算也更精確,大致可以推測宇宙年齡約有138.2億年,現在的可觀測直徑約有930億光年,已能將宇宙的全貌呈現在我們眼前。


這個我們賴以生存的宇宙像極了我們常吃的雞蛋,真是漢代科學家張衡在《渾天儀注》中說的那樣:「混天如雞子,天體圓如彈丸,地如蛋中黃。孤居於內,天大而地小。」

930億光年的宇宙全貌雖像一顆圓圓的雞蛋,可在人類面前可以說大得難以想像。而這些宇宙的各種真相,都是由哈勃望遠鏡告訴我們。

不過


宇宙是無限的,哈勃是有限的,以有限的哈勃投入到無限的宇宙中去!

相關焦點

  • 哈勃望遠鏡已看到134億光年,宇宙究竟有多大?為什麼那麼大?
    ,根據光譜分析,測量到其紅移量高達11.1,按照目前測定的哈勃常數計算,它距離我們約有134億光年,這意味著,它的光是在134億年前發出的,在宇宙空間傳播了134億年後抵達地球並被哈勃空間望遠鏡捕獲。但由於距離遙遠,在傳播過程中發生了極其嚴重的宇宙學紅移(哈勃紅移),導致被望遠鏡捕獲時星光如此黯弱。不過其實這很好理解,在如此大的紅移之下,一般小質量恆星的光已經在可見光以外了,難以被光學(可見光)波段的哈勃空間望遠鏡捕獲。
  • 哈勃望遠鏡已看到134億光年,宇宙究竟有多大?它為什麼那麼大?
    在2016年3月,美國國家航空航天局(NASA)發布了由哈勃空間望遠鏡拍攝到的一個遙遠星系的星光圖片,這個星系極其遙遠,由於宇宙膨脹的緣故,它正在高速遠離我們,根據光譜分析,測量到其紅移量高達11.1,按照目前測定的哈勃常數計算,它距離我們約有134億光年,這意味著,它的光是在134億年前發出的,在宇宙空間傳播了134億年後抵達地球並被哈勃空間望遠鏡捕獲。
  • 可觀測宇宙有多大?直徑930億光年.
    將這一因素納入考慮之後,天文學家們的計算結果顯示,那些從138億光年外發出的光線,產生這些光線的古老天體,由於宇宙的膨脹,今天它們和我們之間的距離已經達到了大約465億光年左右。    這一數值是我們目前對於可觀測宇宙半徑的最佳估算。將這一數值乘上一倍,我們就能獲得可觀測宇宙的直徑,大約是930億光年。
  • 宇宙直徑930億光年,真的有外星生命存在嗎?他們在哪裡?
    生活在地球上的你,每次抬頭遙望星空的時候,腦海當中是否出現這樣的疑問?宇宙這麼大,到底有沒有外星生命的存在?假如有外星生命的話,為什麼我們孩沒有找到他們?或者說他們還沒有找到我們?遺憾的是,幾乎所有關於UFO的視頻或者照片都是模糊不清的,甚至有很多都是人為的一場鬧劇。目前,人類可觀測的宇宙直徑大約是930億光年。但是宇宙真正有多大?答案肯定不止930億光年。隨著人類科學技術的發展,相信未來可觀測到的宇宙直徑肯定會超過930億光年。
  • 年齡138億歲,直徑930億光年,你所了解的宇宙真是這樣的嗎?
    宇宙真是像你了解的那般嗎?直徑930億光年,年齡138億歲? 現在人類已知在宇宙中光速是最快的,而且宇宙的年齡大約是138億歲左右。肉的直徑大約是930億光年。
  • 宇宙到底有多大?讓哈勃望遠鏡告訴你答案
    自從對整個世界有了清楚的認識,人類從未停止對在星空中生活的幻想,因而許多美麗而迷人的神話誕生了。在科技發達的時代,人類對世界的認知範圍已經從小小的地球擴展到了廣袤的宇宙。然而,眼界的開闊並沒有影響人類對「同伴」的渴望。圖解:哈勃望遠鏡。
  • 宇宙直徑達930億光年,根據相對論,為什麼宇宙年齡只有138億年?
    這個問題有一句經典非常的回答,「一個人的身高和他的年齡有直接關係嗎?」,差不多能噎死你!但你也可以一句話噎死他,「愛因斯坦告訴我們,任何有質量的物體不可以超過光速!」,這下應該輪到對方說不出話來了!不過這並沒有解決問題,只是把問題弄得更複雜了。
  • 宇宙直徑達930億光年,根據相對論,為什麼宇宙年齡只有138億年?
    這個問題有一句經典非常的回答,「一個人的身高和他的年齡有直接關係嗎?」,差不多能噎死你!但你也可以一句話噎死他,「愛因斯坦告訴我們,任何有質量的物體不可以超過光速!」,這下應該輪到對方說不出話來了!不過這並沒有解決問題,只是把問題弄得更複雜了。
  • 存在數萬億光年外的恆星嗎?宇宙不是只有930光年?答案是可能!
    有朋友認為某星球離地球有幾萬億光年,而整個宇宙的直徑才930億光年,這不是自相矛盾嗎?其實這個話題中有一個可能,還有一個錯誤,這是對宇宙認識的不足所導致,下面我們不妨來聊聊這個可能與錯誤!一、宇宙的大小是930億光年嗎?有一個比較準確的定義是930億光年只是可觀測宇宙的大小!
  • 存在數萬億光年外的恆星嗎?宇宙不是只有930光年?答案是可能!
    本文參加百家號科學#了不起的天文航天#系列徵文有朋友認為某星球離地球有幾萬億光年,而整個宇宙的直徑才930億光年,這不是自相矛盾嗎?其實這個話題中有一個可能,還有一個錯誤,這是對宇宙認識的不足所導致,下面我們不妨來聊聊這個可能與錯誤!一、宇宙的大小是930億光年嗎?有一個比較準確的定義是930億光年只是可觀測宇宙的大小!
  • 宇宙究竟有多大?哈勃望遠鏡告訴你答案,看完顛覆認知
    自人類對整個世界有清晰的認知開始,對滿天星辰中也有人類生活的幻想就從未停止過,由此誕生了許多優美、讓人心弛神往的神話故事。到了科技發達的近代,人類對於世界的認知範圍已經從小小的地球拓展到浩瀚的宇宙。然而,視野的開闊並沒有影響人類對於「同伴」的渴望。
  • 我們的宇宙到底有多大?是138億光年嗎?
    那麼很顯然,大家從前認為可能存在的那個無邊無際、空無一物的空間可能並不存在,即使存在,也與我們的宇宙無關,所以我們就按照這個宇宙的定義來看看宇宙究竟有多大?,我們是不是就可以知道宇宙有多大了呢?因為狹義相對論限制了宇宙中速度的極限是光速,既然宇宙只誕生了138.2億年,也就是那些宇宙大爆炸所產生的物質最遠也只能跑138.2億光年,那宇宙的半徑不就是138.2億光年?
  • 360億光年、930億光年、2520億光年,哪個才是宇宙真實大小?
    ,古代認為地球、太陽是宇宙中心,現在知道它們不是了,可是依然沒有找到宇宙中心在哪裡這個核心答案,而且除了宇宙中心在哪裡這個謎團以外,人類還發現很多大謎團,包括宇宙有沒有外星人、宇宙有多大、宇宙是怎麼誕生的、宇宙未來何去何從、宇宙邊界在哪裡......眾多謎團讓人類感到剪不斷理還亂。
  • 930億光年外是宇宙的邊緣嗎?
    宇宙到底是有限還是無限的,這個謎團已經困擾人類幾百年甚至上千年,人類一直找不到確切的答案,歸根到底是因為人類實在太過於渺小了,按照人類目前的文明發展程度,要想探索宇宙的實際大小,就好比叫螞蟻去測量太平洋的大小,幾乎是不可能完成的任務。
  • 直徑930億光年的可觀測宇宙到底是什麼意思?真正的宇宙有多大?
    現如今隨著科學技術的發展,人類逐漸地把自己的目光從地球,太陽系,銀河系放到了宇宙中。人類對宇宙充滿了好奇與探索,可隨著我們探索的深入之後,都會思考一個問題,宇宙到底有多大?宇宙是不是無限的,這似乎是個不解之謎。但我們是可以根據目前對於宇宙的發現來分析一下宇宙有多大。
  • 宇宙年齡138億年,宇宙直徑930億光年,光速最快,這不矛盾嗎?
    我們在談論宇宙的空間大小和時間概念時,經常會提及或者看到宇宙年齡138億年和可觀測宇宙直徑930億年,這兩組數字都還有「億」這個字眼,都是表明宇宙時間發展演化特徵的標量,按理說宇宙向外膨脹,即使給它最快的膨脹速度光速,宇宙的可觀測半徑也會只有138億光年呀,但是為何會有直徑930億光年這麼大呢
  • 哈勃深場:哈勃用了30年來告訴人類,宇宙的盡頭究竟在哪?
    比如說哈勃深場,哈勃超深場,哈勃極深場。這些名詞,不管你是不是一個天文愛好者,很大概率都會在天文科普乃至影視作品中有所耳聞。那麼,讓人疑惑的地方是,到底什麼是深場,超深場、極深場又有多「深」呢?其實,三者說的都是宇宙的尺度有多大,存在一個遞進的關係。而我們今天來了解的,是大爆炸理論與哈勃之間的聯繫。
  • 直徑930億光年的可觀測宇宙到底是什麼意思?真正的宇宙有多大?有幾萬億光年嗎?
    根據現在138.2億歲的宇宙年齡,人們計算出可觀測宇宙是以地球(觀測者)為中心,直徑為930億光年(因為宇宙空間是超光速膨脹,所以大於138億光年)的宇宙範圍。宇宙的「未來視界」」就是最大的可觀測宇宙的邊緣,如果宇宙一直膨脹下去,經計算,未來視界的同移距離為620億光年,這是可觀測宇宙的最大值。
  • 哈勃用了30年來告訴人類,宇宙的盡頭究竟在哪?
    比如說哈勃深場,哈勃超深場,哈勃極深場。這些名詞,不管你是不是一個天文愛好者,很大概率都會在天文科普乃至影視作品中有所耳聞。那麼,讓人疑惑的地方是,到底什麼是深場,超深場、極深場又有多「深」呢?其實,三者說的都是宇宙的尺度有多大,存在一個遞進的關係。
  • 930億光年,可觀測宇宙的大小是如何得出來的?
    往往談到宇宙,就離不開討論那些天文數字,動不動以「億」來計算,這會在字面上給人一種不願相信的感覺,總感覺數字是科學家猜出來的,到底是不是猜出來的呢?當然不是了,不僅不是,在計算可觀測宇宙的大小,在計算宇宙的年齡,計算過程是相當嚴謹可靠的,是理論與實際觀測相結合的結果,是科學的。根據目前的科學成果,宇宙的年齡在138.2億歲左右,可觀測宇宙的直徑在920-930億光年左右。在討論宇宙大小是如何被計算出來的之前,先需要明白什麼是可觀測宇宙。