宇宙在此終止?科學家從哈勃望遠鏡拍的照片中,發現了什麼東西?

网瘾少女 2022/03/06 檢舉 我要評論
 

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宇宙到底有多大?是否像人的生命一樣存在著盡頭?相比于渺小的人類,地球和太陽的體積已經是想象的頂端了,而宇宙包裹的物體還不只有地球與太陽,還是億億萬顆這樣龐大星體的家鄉。

浩瀚的宇宙

看到這裡不少人的嘴巴已經合不上了,震驚于它的遼闊,那麼這樣遼闊的宇宙到底有沒有盡頭呢?海的盡頭是天涯,那麼 宇宙的盡頭是另一片浩瀚無垠的宇宙嗎?

宇宙的范圍

為了探究宇宙有多大這個問題的答案,不少學者都進行了廢寢忘食的觀測和計算。其中以 美國物理學家Neil Cornish最為典型,經過多年的觀測 他發現宇宙的直徑至少有780億光年。

宇宙直徑780億光年

Neil Cornish之所以說出這樣一個資料,並不是單靠想象得來的,他當時就宇宙范圍的問題組建了一支研究小隊,經過隊員們年復一年的努力,他們確定了宇宙尺寸的下限,但是 對于宇宙的上限還是沒有答案。

小組的科學家們使用了 WMAP探測器來分析宇宙背景微波輻射,通過這個手段他們探測到了宇宙形成最初期產生的微波輻射。經過對微波輻射的計算,他們發現這些輻射沒有不規則性,故而 Cornish做出結論認為,宇宙比我們的設備所能觀測到的范圍要大,並且它的直徑至少有780億光年。

WMAP探測器

宇宙探索的器具

人們對于宇宙的探索從 遠古時期就開始了,起初我們是用肉眼觀測,通過對滿天星辰的觀察我們也確定了不少的星系。儘管 我們看到的星星全都是銀河系中的恒星。但是 銀河系的直徑也有10萬光年,太陽距離銀河系中心約3萬光年。

就是說 與太陽處于銀河系同一側的恒星,距離太陽最遠 約4萬-5萬光年。位于 銀河系另外一側的恒星距離太陽最遠約8萬光年。位于其他星系的恒星,用我們的肉眼是看不到的,我們能看到的星星離地球最遠不超過8萬光。

銀河系內有著大量恒星

為了觀測到越來越多的星系,在 16世紀古代羅盤開始出現。作為一種觀察天文的儀器, 羅盤不僅 可以用來觀察星體和天空還可以用來 確定時間方向。

它的主體是一個圓形盤面和幾個同心的圓環,還有一根繞著這個圓心在盤面上任意旋轉的測量標杆圓心的中心對應的是北極。圍繞著北極有三個同心圓,分別代表著北回歸線赤道以及南回歸線,由于當時地理的局限性以及大多數文明分佈在北半球,所以 星盤無法觀測南回歸線以南的天空。

古代羅盤

隨著科學的進步,在 1609年伽利略製作出第一台望遠鏡,憑藉這台望遠鏡伽利略觀測到了太陽黑子、月球環形山、木星的衛星、金星的盈虧等現象。

而通過對這些現象的發現, 伽利略明白了宗教地心說的錯誤,看到了哥白尼日心說的可取之處。當時候的望遠鏡主要是從眼鏡當中找到原理的,因此對于星體的觀察還是有一定的局限性。為了對其進行改進,蘇格蘭天文學家格裡高利利用光的反射原理製成格裡高利式反射鏡。

伽利略製作了第一台望遠鏡

望遠鏡就這樣開始不斷發展,從光學波段到全波段,從地面到空間,觀測能力越來越強,可捕捉的天體資訊也越來越多。望遠鏡的誕生 為現代天文學的發展提供了極大的意義。望遠鏡一般是 由兩個鏡頭組成,一個是 主鏡用來觀測目標,另一個是 尋星鏡,是用來尋找目標的也叫做瞄準鏡。不過望遠鏡相比于前兩個器具,即使可以進一步觀測到星體,但離星體還存在著一定的距離,于是我們又發明了人造衛星以及太空船來近距離的觀察星體。

天文望遠鏡的構成

這些倒暫且擱置不提,我們將視線轉回宇宙的終點上,號稱 發現宇宙盡頭的觀測儀器就是哈勃天空望遠鏡,是一種 光學望遠鏡.它主要是接收地面控制中心的指令,並將各種觀測資料通過無線電的形式傳回地球.

位于地球大氣層之上,因此與地基望遠鏡相比,哈勃天文望遠鏡離星體的距離更近,對于星體的觀測也就更加的準確,並且還能夠看到其他地基望遠鏡看不到的星體。

哈勃望遠鏡

並且因為地處大氣層之上,哈勃的影像也不受大氣湍流的影響,因此視線極佳,而且還能夠觀測臭氧層的變化。在 上個世紀90年代發射成功之後哈勃天文望遠鏡就成為了天文史上極為重要的儀器,這一定程度上極大地彌補了地面觀測的不足。

哈勃望遠鏡的出現彌補了地面觀測的不足

宇宙的盡頭?

在哈勃望遠鏡上天之後,我們得到了許多珍貴的新體資料。到 21世紀時哈勃望遠鏡更是 發現了目前光學影像所見的宇宙最深處的星系。在2016年時巡天調查研究小組發現了位于大熊星座影像中,微弱模糊的光斑。而 這些微弱模糊光斑,也就是人類目之所及最遙遠的星系GN-Z11。

這一個星系的發現讓很多天文學家十分的歡喜,之所以會這樣是 因為這一星系已經存在了134億年,而宇宙誕生從現在也不過是138億年,也就是說這個遙遠的星系在宇宙誕生不久的時間內就出現了。

GN- Z11

因此有很多的人認為 GN-Z11的發現有可能會幫助我們發現宇宙的邊緣。我們知道由于星體的距離十分的遙遠,我們一般以光為單位進行測量。 如今我們看到的GM-Z11的光,其實是來自于134億年前發出的。一般來說光可以在真空中沒有損耗的傳播,但是那些遙遠的恒星的光芒還是很難傳達到地球上。這是因為身體間的距離與宇宙的年齡有著密不可分的關係。

GN- Z11距離地球有134億光年

曾經有天文學家認為,如果物體的距離足夠遠的話,光就不會傳播到地球上來,因為那超過了宇宙的年齡。因此換句話來說就是我們可以觀測到的宇宙邊緣,受宇宙年齡的限制,人類可以觀測到的距離,絕對不會超過宇宙的年齡。

宇宙如今只有138億歲,而形成一個星系需要耗費大量的時間。因此有134億歲的GN-Z11星系是目前我們有可能觀測到宇宙盡頭的唯一憑藉。

宇宙全景圖

于是天文學家就對 GN-Z11與地球之間的距離進行了測量。之後便得到了令人震驚的答案, 兩個星系之間竟然相隔320億光年。這可比宇宙的年齡還要大了,于是這一個問題就引起了許多天文學家的疑惑。

大于宇宙的年齡

通過不斷的研究天文學家發現 宇宙並不是靜止不動的,而是一直膨脹的,並且其 膨脹的速度不斷的加速, 甚至超過了光的速度。

而之所以會出現這一現象,是因為宇宙中佔據主體的暗能量,在其強大的排斥力的作用下,使得物質的密度進行了下降.物質密度下降後,引力作用也就逐漸變弱而暗能量.因其密度恒定的特性並不會使自身排斥力因空間變化而被削弱,因此就加劇了宇宙膨脹的速度。

宇宙並非靜止不動的

宇宙膨脹之後,宇宙中的恒星星系以及各種星體由于宇宙體積的擴大,這些星體之間的距離也就越來越大,而這也就是為什麼GN-Z11到地球的距離會超過宇宙年齡的原因。

那麼,通過GN-Z11于地球的距離的測量能否探測到宇宙的邊緣呢?如果宇宙的膨脹一直不斷地繼續的話,那麼星體與星體之間測量是否還存在意義,畢竟光的速度都比不上宇宙膨脹的速度,對當前人類的科技而言,我們還無法與其速度相比。

宇宙膨脹示意圖

因此天文學家們對于宇宙的盡頭也是各執一詞。但是在很多的人認為這一次GM-G11的發現,人們也算是看到了可觀測宇宙的邊緣,宇宙就在此處終結。

至于可觀測的宇宙邊緣到底有什麼?可觀測范圍之外的宇宙終點到底是什麼?仍然是一個謎團。

我們可以確定的是宇宙終將會有終點,不管是時間上還是空間上,正如人有生老病死一樣,宇宙也會如此。

宇宙

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