宇宙视野:从137亿光年到0.1飞米 一步步接近地球、体内

  本文主要是让我们的视野从137亿光年到1飞米这样递进的过程来一步步接近地球,你木有看错,是的,从“137亿光年”到“1飞米”所以这将会是一个极其漫长的过程,没有耐心的朋友可以嘿嘿嘿……嘿嘿嘿去了。

  光年是计量天体间时空距离的单位,一般被用于衡量天体间的时空距离,其字面意思是指光在真空中沿直线传播一年的距离,约为94605亿千米,是由时间和光速计算出来的。

  “年”是时间单位,但“光年”虽有个“年”字却不是时间单位,而是天文学上一种计量天体时空距离的单位。宇宙中天体间的距离很远很远,如果采用我们日常使用的米、千米(公里)作计量单位,那计量天体距离的数字动辄十几位、几十位,很不方便。于是天文学家就创造了一种计量单位——光年,即光在真空中一年内所走过的距离。距离=速度×时间,光速约为每秒30万千米(每秒299,792,458米),1光年约为94605亿千米。

  飞米(femtometer或fm)是长度单位,1飞米相当于10的负15次幂米。也就是一千万亿飞米(1 000 000 000 000 000)=1米(m)

  137亿光年

  目前宇宙可探测的极限,137亿光年的尺度上,这里大部分还是未知数。

  其中,目前的估计值,超星系团1000万个,星系群250亿个,大星系3500亿个,矮星系7万亿个,恒星3百万亿亿颗,像我们这样的行星,彗星,小行星,卫星等等就不好算啦。。。

  这当中就包括前一段刚刚被哈勃望远镜发现的128亿光年远的A1689-zD1。。。

  下图是另一张哈勃深场照片,点击查看大图,照片中最古老的星系(红色的),年龄达到130亿年

  20亿光年

  这个尺度上,大约有100万个超星系团。。。

  8亿光年

  在这尺度上,更多超星系团,更多空洞。。。。。。

  4亿光年

  在更大尺度上看本超星系团,可以看到有些更多超星系团,如英仙-双鱼座超星系团,彗发座超星系团和狮子座超星系团,等等,以及那些传说中广漠的空洞。。。

  上图为与本超星系团最近的超星系团,叫做长蛇-人马座超星系团。它离我们大约2亿光年,直径约1亿光年,仅包括不超过10个星系

  2亿光年

  这是本超星系团的尺度

  上图为由本星系群,室女座星系族,及天炉座星系族等100个星系群和星系团共同组成的更大的天体结构,叫本超星系团。它直径大约2亿光年,由于室女座星系族的强大引力,其中的其他大部分星系群都向它靠近,包括本星系群。所以,本超星系团又叫做室女座超星系团。(中间local group是本星系群,virgo是室女座星系族,另外两个大的是天炉座和波江座星系族。。。

  下图是与本星系群相似的附近最大的星系群是室女座星系族,直径600万光年,比我们的本星系群小一点。它距离我们6000万光年,由1300-2000个星系组成。

  1000万光年

  这是本星系群的尺度

  上图是由银河系,仙女星系等超过35个星系组成的更大的天体单位,叫本星系群。它的范围超过1000万光年,呈哑铃型。巧的是我们银河系基本处于其中心(这点未必正确,也可能位于m31—天之蚊),与仙女星系一起成为其最大的两个星系。其他大部分星系都绕着我们转动,成为我们的卫星星系,嘿嘿。(milky为银河系,andromeda为m31,另一个比较大的是m33)

  100万光年

  银河系

  10万光年

  这是银河系,我们的家园。在10万光年这样的数量级下,我们就看见了整个的银河系。事实上,银河系的直径就是十万光年。真有哪位能发明个跟光速一边快的飞船,从银河系的这边飞到对面来个大

  吊角,就要十万年的时间!我靠,在这样漫长的旅程来看,人生不过朝生暮死,蜉蝣一般。但这只是对相对于银河系静止的观测者而言,船上的人员感受到的旅程其实只有数分钟。相对论呀,深了去了。

  1万光年

  银河系内。

  1千光年

  密密麻麻!

  100光年

  再近点,还是密密麻麻!

  10光年

  又是密密麻麻!

  1光年

  等等,这是什么?

  1万亿公里

  再走近十倍依然雾气昭昭的一团,到底是什么嘛?

  5000亿公里

  下图是对比冥王星轨道大小的奥尔特云的大小假想图,其范围在20000-50000天文单位,用前面的模型来说,大概范围是5000亿公里。而太阳的引力范围最远可达120000天文单位之远,即太阳系的最远范围。

  1千亿公里

  1千亿公里,这回看清楚了吧,原来是太阳系!我们在密密麻麻的星星中跋山涉水,翻山越岭认出了它,不易呀!

  100亿公里

  放大十倍来观察以繁星为背景的太阳系。说是繁星,其实与太阳最近的恒星——半人马座比邻星都是在4.22光年开外的。图中的亮点仅仅只是背景上离得八丈远的星星呢,并不是太阳系的一部分。

  十亿公里 数数看,下图里被蓝框子圈上的是谁的轨道。

  一亿公里 一亿公里的时候,地球在那里?

  一千万公里 可以看到了,地球,月球 呵呵

  一百万公里 这个是什么?

  十万公里 啊,地球!Home,Sweet home!

  一万公里 怎么会这么巧涅?从10亿光年一路看下来正对着的竟是美国。用一万公里的视野看地球,这是神的视角。Google Earth 也能有这种效果,起始时对着的也是美国^_^ (不用奇怪了,这套图片本身就是老美拍的!)

  1000公里 经常玩GE的朋友都看的出来吧,这是北美五大湖区中的密歇根湖,框住的城市就是芝加哥。

  100公里 芝加哥鸟瞰。由此开始了我们人类所能够理解的数量级,开始了我们熟悉的世界。深呼吸...

   10公里 密密麻麻

  1公里 我有一所房子,面朝大海,春暖花开...

  100米 看!草地上这是什么呀

  10米 原来是一傻哥们睡得正香....挺惬意的嘛

  1米 醒醒嘿

  0.1米 一米的十分之一,我们手所能把握的尺度。相信人类所接触的大部分物体都是在这样一个数量级的。看看你的周围,键盘、鼠标、手机、杯子、碗...... 仔细一看这哥们手上的毛还挺重的,纯爷们!

  1厘米 这是手上的皱纹细部。兴许你放大了还没他细皮嫩肉呢。做好准备,我们即将进入另一个陌生的领域--微观世界

  100微米 依稀可见皮肤的组织结构。

  10微米 一个细胞的数量级就是10微米,当然这只是一般来说。插句嘴,世界上最大的细胞是鸵鸟蛋,它是一个单独的卵细胞,数量级是分米级的,厉害吧。

  1微米 疑似生物课上学过的细胞核膜,细部

  0.1微米 一看这么高度螺旋的结构就知道是染色体了。底下的洋文说:但凡人类的细胞,里面都会有23对染色体

  100埃 埃是一种长度单位,指10的-8次方米。看到这个规则的等距双螺旋结构,我想你一定知道这种物质就叫做脱氧核糖核酸,也就是常说的DNA。分子结构清晰可见

  1纳米 现在为材料科学炒得火热的纳米技术就是说很多物质精细到纳米级后将表现出很多在常规数量级上所表现不出的性质来。在纳米这样的数量级下,我们连原子都可以数清了。

  1埃 原子是由原子核和电子组成的。这个是密布的电子云,我们能看到原子核外的电子云比较浓。

  10皮米 原子核外围的浓密电子云。仿佛又回到了浩瀚无边的宇宙。这样来看每个原子都像是个小宇宙,我们的世界就这样的周而复始着,不寒而栗...

  1皮米 穿过最浓的电子云,发现更近核的地方反倒清净。中间的就是原子核

  0.1皮米 走近点,这就是传说中的原子核了。10的-12次方米叫做一皮米。在0.1皮米的数量级下看原子核就可以看出很多个球球来,它们是带正电的质子和不带电的中子。

  10飞米 原子核的特写

  1飞米 质子(也可能是中子)的细部,乱七八糟一大片。未知的结构,未知的领域,那里属于上帝

   0.1飞米 无语。翻译出图片下面的洋文作为收场吧,他说:一旦我们进入下一个层次,我们将会看到什么,我们又将会知道什么?