宇宙到底有多大？看看这11个“球体”就知道了！

在20世纪之前，人们的视线尚未穿透恒定星光的边界，对于星辰之外的未知，一无所知。但随着时间的推移，科学技术的突飞猛进，天文学界迎来了空前绝后的发展机遇，天文学家们信心满满地提出了一个大胆的假设：宇宙有限而有界，空间和时间皆有其起始和终结。本文将引领读者以地球为圆心，层层递进，构建起一个个同心球模型，逐层解析宇宙的尺度与结构。第一：地球：直径1.3万千米最先浮现于脑海的莫过于我们赖以生存的地球，一个直径约12742千米的蓝色星球，质量相当于60万亿亿吨。如今，人们乘坐喷气式飞机，仅需数小时就能横穿地球的子午线。飞机的窗户外，弯曲的地平线揭示了地球球形的真面目。第二：直径200万千米假设将地球缩小至一个点，然后将前一个球体的直径扩大100倍，我们将得到一个直径约为200万千米的巨大球体。它足以容纳月球的运行轨道，地月之间的距离约为80万千米，这个距离相当于地球直径的30余倍。除此之外，这个尺度内鲜有其他天体的造访，光线通过这个巨大的球体约需7秒。第三：直径2亿千米（1.35天文单位）此球体直径已超越地球与太阳间的平均距离——1.5亿千米，即一个天文单位的长度。在这一范围内，水星、金星、火星的轨道尽收眼底，人类已发射的探测器亦有数十艘进入此层空间。此处还盘踞着许多由冰构成的小行星，直径堪比山峦。穿越此球，光线需要耗时13分钟。第四：直径120个天文单位包含了除彗星外太阳系所有天体的同心球，其直径达到了120个天文单位。在此球体中，太阳系行星围绕太阳的距离变得微不足道：水星0.39个天文单位，金星0.72个天文单位，地球1个天文单位，火星1.52个天文单位，木星5.20个天文单位，土星9.54个天文单位，天王星19.2个天文单位，海王星30.1个天文单位，冥王星24.6~52.6个天文单位。站在这个巨大的球体之上，木星和土星如同渺小的光点，其他行星更是难以肉眼辨识。光的传递需要17个小时。第五：直径0.19光年（1200天文单位）此球体的大部分区域是虚空一片，即使是冥王星的运行轨道也仅是围绕太阳的一个小椭圆。站在边缘，太阳化身为一颗璀璨的恒星，数以千亿计的彗星在奥尔特星云中穿梭，构成了这个同心球的外层边界。穿越此球，光线需时70天。第六层：直径20光年（120万天文单位）在这一尺度内，太阳如同其他普通恒星，与比邻星、半人马座的α星共同游荡。这个球体中，共有17颗恒星，包括8个单星系统、3个双星系统和1个三星系统。最值得一提的是天狼星，它的亮度是太阳的23倍，夜空中最明亮的星辰。这些恒星间相隔甚远，拥有各自约400立方光年的独立空间，空间中仅有极少数微小的彗星，与真空无异。第七：直径2000光年此球体包含约200万颗恒星，人类在夜晚所能见到的大部分恒星均在此范围内。肉眼在晴朗无污染的夜空中可辨识的恒星约5000颗。这些恒星彼此相隔数十万天文单位。值得关注的天体包括：毕宿五（65光年）、角宿一（260光年）、昂星团（370光年）、餐宿四（430光年）、M7星团（800光年）和猎户星云（1400光年）。第八：直径20万光年众所周知，我们的银河系直径仅为10万光年。太阳系位于银河系的中心与边缘三分之二的位置，绕银河系中心一周需时约2.2亿年。自太阳诞生以来，仅绕行了不足25圈。第九：直径2000万光年此刻，银河系成为众多光点之一，位于这个巨大的球体内。在引力的作用下，这些星系形成一个庞大的星系群——本星系群。其中与银河系大小相当的是仙女星系，其他星系规模皆不及银河系的5%。星系间的空间极为空旷，每立方米仅含一个原子。第十：直径20亿光年这是一个巨大的空间结构，数以百万计的星系在其中游荡。这些星系并非无序地漂泊，而是有序地聚集在节点、集团和条带中。超星系团如同本星系群这样的较小星系团的集合体，一些超星系团包含数千个星系。我们的银河系位于室女座超星系团中，该超星系团直径达1亿光年，拥有超过5000个星系，银河系位于其边缘。目前，科学家们仍在探究为何星系会集结成松散的星系团而非随机分布。第十一：直径130~140亿光年这个巨大的球体容纳了我们已知的整个宇宙。根据宇宙大爆炸理论，宇宙起始于一个奇点的爆炸，从那一刻起，宇宙以接近光速的速度膨胀。宇宙的年龄有限，它终将在某时刻走向终结。为何我们可观测的宇宙仅限于130~140亿光年的范围？这是因为，当科学家们试图探测更远的137亿光年之处时，他们所发现的仅是一片昏暗的能量霾，即宇宙微波背景辐射（3K辐射）。科学家们相信，这是宇宙大爆炸留下的印记。因此，我们所生活的宇宙，其边界就是我们能观测到的范围，受限于时间，我们无法窥见宇宙诞生前的景象。