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人类连太阳系都飞不出去,如何计算出宇宙可观测直径,达到了930亿光年?

IP属地 中国·北京 编辑:江紫萱 小阿文儿说事 时间:2025-07-07 23:31:05

有人在网络上,提出了这样一个问题:按照人类目前的科技水平,连直径2光年的太阳系都飞不出去,又是如何知道,可观测宇宙直径有930亿光年的?这是一个非常好的问题,同时也引发了我们的思考。就是宇宙的可观测直径,到底是怎么计算出来的?

1912年,美国天文学家亨丽爱塔・勒维特,在研究麦哲伦星云时,发现了一个规律:既造父变星的亮度变化周期,与光变周期成正比。这种堪称“标准烛光”的发现,让人类第一次拥有了,测量遥远星系距离的标尺。

很多人可能并不理解,造父变星是什么?简单来说,就是一类亮度随着时间,呈现周期性变化的恒星。这种方法的核心,是将天体的表观亮度与实际亮度进行对比。

时间来到1924年,天文学家埃德温・哈勃,利用当时世界最大的100英寸望远镜,在仙女座星云中找到了造父变星。通过测量其变光周期,他计算出仙女座星云,距离地球约254万光年。

这个结果,让整个天文学界都感到震撼。埃德温・哈勃证明了在银河系之外,其实还有大量的星系存在。此后,造父变星成为天文学家,测量星系距离的“黄金标准”,帮助科学家绘制出了首张宇宙星系地图。

时间又过了5年,也就是1929年的时候,埃德温・哈勃通过分析星系光谱红移现象,提出了哈勃定律。他发现,星系光谱的红移量与其距离成正比。也就是说,距离地球越远的星系,远离的速度就越快。

除了星系距离的测量,宇宙微波背景辐射的发现,也为科学家测量宇宙直径,提供了一种全新的方式。

1964年,天文学界彭齐亚斯和威尔逊,意外发现宇宙中均匀分布的微波辐射,温度约为2.725K 。这种“宇宙大爆炸的余晖”,包含了宇宙诞生38万年时的关键信息。

后来,普朗克卫星通过9年的观测,绘制出了最精确的宇宙微波背景辐射图谱。再结合“哈勃常数”的测量数据,科学家最终计算出,宇宙的年龄约为138亿年,可观测宇宙半径为465亿光年,直径就是930亿光年。

不过呢,宇宙膨胀导致了“宇宙地平线”的存在。超过139亿光年外的宇宙天体,由于远离速度超过光速,所以它们的光永远无法到达地球。

目前,人类虽然已经确定了可观测宇宙直径,但是宇宙是否存在边界这个问题,至今还没有确切的答案。

根据宇宙大爆炸理论,宇宙诞生后持续膨胀,我们只能观测到,光在138亿年内传播的距离,这就是“可观测宇宙”。但是在这个范围之外,可能存在更广阔的区域,甚至多个“平行宇宙”。

不管怎么说,宇宙可观测直径930亿光年件事,是科学家经过多种方式,观测计算得出来的。未来,随着科技的发展,我们对宇宙的认识将会更进一步。

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