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【潇洒奇闻-105】宇宙有多大?地球在宇宙中有多大?  

2017-01-12 00:09:44|  分类: 15.潇洒奇闻 |  标签: |举报 |字号 订阅

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【潇洒奇闻-105】宇宙有多大?地球在宇宙中有多大?

【潇洒奇闻-105】宇宙有多大?地球在宇宙中有多大? - 潇洒如风 - 潇洒天地 如意家园
  01.地球。
我们现在的地球,半径大约为6371公里,赤道的周长约40000公里,如果驾驶一辆汽车,以平均时速100公里计算,在毫无阻塞的情况下,环绕地球一周,约需400小时。


人类的天文史发展表明:宇宙是无限大的。这也是符合唯物辨证法的。恩格斯说过:“时间上的永恒、空间上的无限性,本来就是,而且按照简单的字义也是:没有一个方向是有终点的,不论是向前或向后,向上或向下,向左或向右。” 

地球对于人说来,可算得是十分巨大的了,它的平均半径有6371.2公里,但比起太阳来,它只有太阳半径的一百零九分之一。如果把地球一样大小的球体一个挨一个排起队来,大约需要50万个地球,才能从太阳排到太阳系最远的行星冥王星。但太阳是仅是银河系中的一颗恒星。


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02.太空中的地球和月球。
离地球最近的天体--月球,离我们地球的平均距离约为384000公里,这相当于地球半径的60倍或赤道周长的9.5倍,而月球只不过是被看作地球的家门。
 

庞大的银河系里,大约有1000多亿颗象太阳这样的恒星,有的恒星的直径甚至比太阳还大几千倍以上。从银河系的这一头跑到另一头,就连速度最快的光也要走上10亿年(另一种说法是8.5亿年)。可想,银河系是多么庞大了。

银河系还不算最大,今天已经发现了数10亿多个和银河系同样庞大的天体系统,名叫“河外星系”,何况还有更多更遥远的河外星系没有发现哩!所有这些星系,我们将它称为“总星系”,这些系统都包括在这个“总星系”里面(现在很多资料将“总星系”解说成是宇宙是错误的)。 


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尽管现代最大的无线电望远镜和光学望远镜,已经能看到远离我们数百万万光年的天体,但是仍然还没有超出总星系范围。因为我们到现在甚至连总星系有多大,它的边缘在哪里,中心在哪里都还不知道!(我们认为它根本就不存在边缘和中心。) 

从国际天文台奥大利亚天文站近些年来得到的越来越远的宇宙资料显示,所谓的宇宙边缘根本就没有边界。所以宇宙在空间上是无限大的,是无穷无尽的,无边无际的。 


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不但如此,宇宙的“寿命”也是无始无终的,它没有开始的一刻,也永远没有灭亡的一刻。 

“客观过程的发展是充满着矛盾和斗争的发展,人的认识运动的发展也是充满着矛盾和斗争的发展。”人类对于宇宙的认识就是在矛盾和斗争中发展的。“哥白尼关于太阳系的学说,达尔文的进化论,都曾经被看作是错误的东西,都曾经经历艰苦的斗争。”“当某一种错误的东西被人类普遍地抛弃,某一种真理被人类普遍地接受的时候,更加新的真理又在同新的错误意见作斗争。这种斗争永远不会完结。”当太阳中心说确立,地心学说人类普遍抛弃之后,人类又和“我们银河系是宇宙中独一无二的星系”这个唯心主义的宇宙有限学说进行斗争,河外星系的发现宣告了这种学说的彻底破产。


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05.太阳系。
地球是太阳系的其中一颗行星,离太阳的平均距离为1.5亿公里,是月地距离的390倍。把日地距离作为一个“天文单位”,那么目前太阳系的范围超过40天文单位,相当于60亿公里,以光速飞行走完全程也需5.5小时。

 
20世纪以来,学者又企图把总星系说成是宇宙的大小,提出了膨胀宇宙、脉动宇宙等等各种有限宇宙模型,甚至试图确定“宇宙的半径”。可是,人类的认识总是在社会实践中不断有所发展、有所创造的。各种唯心主义的宇宙学也终将随着人类对宇宙的越来越深刻的认识而彻底破灭。 


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唯物辩证法的宇宙观认为,世界是无限的。世界在时间上,在空间上都是无穷无尽的。在太阳系外有数量众多的恒星(包括我们的太阳系)和其他天体一起组成了银河系。银河系外又有无数个“银河系”。宇宙从大的方面看来是无限的,宇宙从小的方面看,也是无限的。人类对自然界的认识同样是无穷无尽的。我们现在能看到的总星系只是无限宇宙的一个有限部分。就是将来找到了总星系的边界之后,仍然没有达到“宇宙的尽头”,也根本不存在这种“宇宙的尽头”;因为总星系之外,肯定还会有别的东西。


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当然并不是说我们无法认识它了,人类对宇宙的认识,是一定能逐步地深化的,因此“停止的论点,悲观的论点,无所作为和骄傲自满的论点,都是错误的。其所以是错误的,因为这些论点不符合大约一百万年以来人类社会发展的历史事实,也不符合迄今为止我们所知道的自然界(例如天体史,地球史,生物史,其他各种自然科学史所反映的自然界)的历史事实。”

关于可见的宇宙。一是宇宙的范围有多大,二是宇宙的年龄有多大,这个问题所谈论的是可见的宇宙。也就是以我们所在的地球为一个球体,其半径是自大爆炸以来,即宇宙作为一个点诞生,开始向外迅速膨胀以来光所通过的空间。从整体上看,宇宙很可能比这个可见的宇宙大得多。


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就测定所能提供的东西来说,天文学家们显然并不知道,至少不是确切地知道大爆炸是何时发生的。他们只是非常笼统地说,大爆炸可能发生在100亿年前,也可能发生在200亿年前,或者是发生在100亿年前到200亿年前之间的某个时刻。

对我们常人来说,浩瀚无垠的宇宙几乎是不可度量的。而对天文学家来说,精确地测绘宇宙天体不仅是必要的,而且也是可能的。天文学采用的计量单位是“光年”,即光在一年里所走的距离。光的前进速度约为每秒30万公里,一光年大约是 9.7万亿公里。银河系的直径约为10万光年。而在银河系之外还有别的星系,距离我们有数十亿光年。最新发现的类星体位于我们目前所能观测到的宇宙边缘,与地球相隔约100亿~200亿光年,是迄今所知的最遥远的天体。


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如此遥远的距离,简直令人难以想象。要测量太阳系的其他行星或附近的恒星的距离,可以采用由古希腊人发明的视差计算法。所谓视差,是指从两个观察位置观察同一物体时两道视线所形成的夹角。在天文学中,测定视差的方法就是把两个观测点与被观测的天体构成一个三角形,已知两个观测点连线(即基线)的长度,再从这两个观测点测出天体的方位(即三角形的顶角),就能求出天体与地球的距离。基线越长,求得的结果就越精确。


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 10.太阳在银河系的位置。
而太阳只是其所在的银河系中的一颗极普通的恒星,目前所知,银河系至少包含1500亿颗各类恒星,银河系的直径约为8万光年(光年是天文学中的一个常用单位,1光年约为10万亿公里)。太阳系绕银河系中心运转,速度高达250公里/秒,但太阳围绕银河系中心转一圈,却需花上2.5亿年。


通常,在测量离地球较近的天体如月亮的距离时,可以用地球的半径作基线,所测定的视差则称为“周日视差”。如果要测定太阳系以外天体的距离,一般都以地球与太阳的距离为基线,所测定的视差称为“周年视差”。用这种视差法测量相距8.6光年以内的天体非常准确,测量远至1000光年的天体也能做到大体准确。

另一种测量恒星距离的方法是,亮度测定法。一颗恒星可能因体积大、运动活跃或距离地球较近而显得很光亮。只要分清星球的实际亮度和视觉亮度,就能从光亮度上准确测出恒星与地球之间的距离。本世纪初,天文学家按波长区分星球光亮,制成了光谱。他们发现,不同的恒星有不同的光谱特性。用分光镜研究恒星的光谱,就能判断该星的冷热程度。这有助于天文学家辨别貌似暗淡的小星是否遥远的活跃的巨星。只要把一颗星的光与另一颗已知距离、活跃程度相似的星进行比较,就能测量出这颗星与地球之间的距离。


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80多年前,大多数天文学家都认为,银河系就是整个宇宙,银河系之外什么也没有。可是,当精确度更高的天文望远镜诞生以后,这种看法便被证明是错误的。过去观测到的那些暗淡模糊的斑点,其实是其他的星系,有的与银河系不相上下,有的则更庞大。

20世纪20年代,美国天文学家埃德温·哈勃在加利福尼亚州的威尔逊山用当时世界上最大的反射式望远镜研究银河系外星系,他分析了这些星系的光谱,发现各种谱线的波长都移向红色一端。这种现象叫做红移,说明那些星系正在向远处飞离。波长的改变是多普勒效应的作用,与疾驶而去的汽车喇叭声调的变化同样道理。由于宇宙在不断膨胀,星系距我们越远,红移就越大。换而言之,越远的星系,其飞离我们的速度也越快。哈勃据此提出了“哈勃定律”,确定了计算行星运行速度的天文学计量单位——“哈勃常数”。但是,用哈勃常数作为测量尺度存在一个问题,即无人知道它有多长。


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 12.宇宙中还有1000亿个以上和银河系一样的星系
在宇宙中,象银河系这样的星系,可以说是不计其数,最少会有1000亿个以上。而每个星系之间的距离,更是相当惊人,所以我们从上面的数据可以想象一下宇宙的规模,据估计,今天所知的整个宇宙的范围达到150~200亿光年。


关于宇宙膨胀的速率,天文学家们的看法并不一致。最保守的估计是,距离增加百万光年,则速度每秒钟约增加16公里,即一个距我们5亿光年的星系将以每秒约8047公里的速度远离地球。有些天文学家估计的速率比这个数字还要大一倍。按照第一种估计,宇宙中最遥远的天体距离地球约有100亿光年。而按第二种速率计算,则宇宙边缘距离地球达200亿光年之遥。

“哈勃常数”只能在太阳系以外的太空里测定。在那里,膨胀速度非常大,任何局部影响都变得微不足道。

如果天文学家能够找到一支“标准蜡烛”,即某个类星体,其亮度稳定,非常明亮,横跨半个宇宙都可以看到,那么这个问题便可迎刃而解。但是迄今为止,大家公认可通用于整个宇宙的“标准蜡烛”尚未找到。因此,天文学家运用这一基本方法时往往采取一种分步方式,这就是设立一系列“标准蜡烛”,每一步只起测,定下一步的作用。


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 13.宇宙的深处


近年来,3种不同的“标准蜡烛”,即近红外线观测造父变星、行星状星云和麻省理工学院的约翰·托里的成片星系,都使人趋向于认为宇宙很年轻,有110亿~120亿年。

但是,还不能说这便是标准答案,至少有另外3个天文学家小组得出了不同的结果。其中的一个小组是以哈佛大学天文学系主任罗伯特·柯什纳为首,他们得出的结论是,宇宙并不是那么年轻,可能有150亿年。

而杰奎琳·休特和她的学生们以及普林斯顿大学的埃德·特纳则测定宇宙有240亿年。

总而言之,时至今日,宇宙有多大这个问题还远远未能解决。


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其实谁也不知道宇宙到底有多大。有些科学家凭一些很少量的材料去评估宇宙的大小,实在让人很难相信。我觉得有必要让大家自己去评估宇宙的大小。

宇宙的本义,是空间和时间的意思。因为先哲认为,有了空间,有了时间,才有了物质世界。所以,宇宙就成了容纳物质世界的最大容器。物质世界有多大呢?如果有无限大,那么,就会出现热寂的现象。再说,物质世界处于无限发展中,如果物质世界已经无限了,那么,物质世界的发展只能是追求其内部结构的平衡。但是,物质世界的无限,表明了物质世界开始于无限遥远的过去,和拥有无限大的空间。物质世界有限的不平衡早应该成为历史了,发展早就应该结束了。


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15. 已知最大的星体有银河系大吗?

 
所以, 物质世界不可能在空间和时间上都是无限的。即,物质世界只可能拥有有限空间。但是,这一有限空间足够大,大到光要走N万光年才能从相距较遥远的一恒星到另一恒星。物质世界的发展是不会停止的。因为物质世界的外部空间是无限的。这就决定了物质世界发展空间的无限,以及发展的无限持续。

其实空间还可以无限小。有了这一前提,才能让物质世界产生于无限遥远的过去成为可能。那时,物质世界所拥有的空间无限小。所以,物质世界从拥有无限小空间开始,到无限大空间结束,这一过程须持续无限长的时间。

如果宇宙是空间和时间的总称,那么,宇宙是无限的;如果宇宙就是物质世界,那么,宇宙是无限膨胀的。



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