形象比喻:地球縮小成一個小彈珠,太陽有多大,最大天體有多大?

2020-12-23 時空通訊

許多人總想形象了解一下天體大小比例,如常有人問,如果地球縮小到一個硬幣大小,太陽有多大,其他天體又會有多大呢?我們今天就分層次來討論一下。

地球是一個很小很小的星球。

在太陽系,除了太陽,還有許多星球,有八大行星,有已定名分的5顆矮行星,還有許多沒確定名分的矮行星,有200多顆圍繞著行星運行的衛星,還有無數的小行星、彗星、碎片塵埃等等。可大家知道嗎,這些天體在太陽系只是附屬物,是太陽形成過程中剩下的邊角餘料殘渣餘孽。

太陽才是太陽系佔有絕對地位的老大,是太陽系唯一能夠發光發熱的恆星,質量佔太陽系總質量的99.86%,其餘其他所有天體加起來才只有0.14%。而我們地球只有太陽質量的0.0003%,因此拿地球與太陽相比,實在不在一個層次,沒有可比性。

如果地球是一枚硬幣,太陽就差不多是一間房子大小的球。

一定要把地球縮小到一枚硬幣大,同比例太陽是多少呢?這要看這枚硬幣是什麼硬幣,如果按照人民幣1元硬幣來看,第一版1元硬幣為3cm直徑,第二版開始為2.5cm直徑,按照第二版2.5釐米計算,乘以109倍,就是272.5cm,也就是說,如果半徑6371km的地球縮小成直徑只有2.5cm的球,那么半徑69.6萬千米的太陽同比例縮小,就成為272.5cm的一個球。

這個球有多大呢?大概有現在城市高層建築樓層高度,也就差不多一間房子大小那麼一個球。為了更形象的比喻,現在我們把地球縮小到只有孩子們玩的那種小玻璃彈珠大,也就是直徑約1.5cm,太陽同比例縮小,就會成為一個直徑163.5cm的球,這個球大概有一個標準美女的身材那麼高。

太陽作為一顆恆星,在宇宙中是一個中小個頭。

現在已知,在銀河系有4000億顆左右的恆星,絕大多數恆星都比太陽小。人們把0.8倍太陽質量以下的恆星叫紅矮星,這種恆星佔恆星總數的80%以上。但太陽算不上大質量恆星,銀河系就有約數百億顆恆星比太陽大。

現在已發現質量最大的恆星叫r136a1,它不在銀河系,而是在靠近銀河系的矮星系大麥哲倫星雲的蜘蛛星雲中,距離我們約16萬光年。這顆恆星曾被認為質量是太陽的265~315倍,但最新根據HST視覺光譜得出的結論是只有太陽質量的215倍,半徑約為太陽的39.2倍。

這樣,如果太陽是一顆小玻璃彈珠,那麼r136a1就是一個58.8cm的球,這個球相當於一個窨井蓋這麼大。

在巨大體積恆星面前,太陽就更渺小了。

一些比太陽質量大的恆星,在演化末期會膨脹到很大很大。迄今發現體積最大的恆星是距離我們約5100光年的盾牌座uy,這顆恆星處於演化後期,膨脹得很大,密度很低,但質量並不大,只有約太陽質量的7~10倍。

原認為盾牌座uy直徑約太陽的1708倍,這個直徑一度被一顆同在盾牌座,距離我們約20000光年,被命名為史蒂文森2-18的恆星超過,這顆恆星的直徑約太陽的2150倍。

但最近通過蓋亞衛星對盾牌座uy進行的新測量,發現其半徑遠遠大於原來的數據,達到太陽的2236倍,這樣盾牌座uy又重新登上了恆星體積老大寶座,這個體積足以裝下100多億個太陽。

如果太陽還是那顆彈珠,那麼盾牌座uy就是一個3354cm的球了,這個球就比一幢10層大樓還要高大了。在10層高樓面前,窨井蓋大小的R136a1就成了一顆小彈珠,而太陽這顆小彈珠則再也看不到了。

黑洞才是宇宙最大的巨無霸。

宇宙中,最大的單個天體是黑洞,任何恆星,在黑洞面前只有被吃掉的命運。因此即便很小的黑洞,也會越長越大。現在已知最大的黑洞編號為SDSS J140821.67+025733.2,其質量為太陽的1960億倍,理論上其史瓦西半徑,也就是黑洞視界為5880億千米,是太陽半徑的84482倍。

如果太陽還是那個小孩玩的彈珠的話,那麼SDSS J140821.67+025733.2黑洞視界這個球,差不多有可以覆蓋整個北京地區版圖了。在有限的畫面上,在這個黑洞面前,就再也沒有太陽的容身之地了,就連R136a1也看不見了。

因此,地球乃至太陽,在宇宙中連一個灰塵都算不上。

旅行者1號距離我們64億千米時拍了一張地球照片,看到的地球就只有一個若有若無的暗淡像素了(上圖),再遠點就看不到了。而太陽系的邊界有1光年半徑,就是64億千米的1478倍。

即便太陽,出了太陽系,在距離10光年位置,看到的只是一顆暗淡的星星,在距離100光年的位置,視星等就只有7.26等了,人類肉眼就看不見了。太陽只是銀河系4000億顆恆星中的一顆,而銀河系只是可觀測宇宙465億光年半徑,約10萬億個星系中的一個。

這就是浩瀚的難以比擬的宇宙,在宇宙面前,地球、太陽,乃至銀河系都不值一提。就是這樣,歡迎討論,感謝閱讀。

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