如果地球只有1.5厘米,等比縮小的宇宙有多大?宇宙真的太大了

2023年10月23日17:10:03 科學 1240

對於我們人類來講,地球是一個非常龐大的存在,畢竟從古到今所有的人類都是生活在這顆星球之上,然而在於浩瀚的宇宙中,地球卻渺小得不值一提。那麼,如果地球只有1.5厘米,那等比縮小的宇宙會有多大呢?下面我們就來討論一下這個問題。

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1.5厘米的長度,大概相當我們常見的玻璃彈珠的直徑,已知地球的直徑約為12742公里,簡單計算一下可知,將地球縮小到1.5厘米,相當於將地球的實際直徑縮小到原本的8.504億分之1。

按此比例縮小的話,太陽的直徑就只有大約1.64米,太陽與地球的距離會縮小到大約176米,整個太陽系的直徑也只有大約22260公里(以奧爾特星雲為邊界的太陽系,直徑約為2光年),而銀河系的直徑也會縮小大約11.13億公里(銀河系的主體結構直徑約為10萬光年)。

根據科學家的估算,可觀測宇宙的直徑約為920億光年,也就是說,按此比例縮小的話,可觀測宇宙的直徑還是有大約108.2光年,這是什麼概念呢?這樣說吧,1光年的距離大約是9.46萬億公里,而以我們人類目前的科技水平,僅僅是1光年,也是可望而不可及的距離。

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例如大名鼎鼎的「旅行者1號」探測器,其當前速度也只有大約17公里/秒,而以這種速度跨越1光年,則需要長達1.76萬年的時間,這還沒有將太陽引力的減速作用考慮進去。

看到這裡,可能已經有人在感嘆:宇宙真的太大了。但大家先別忙著感嘆,因為可觀測宇宙,指的是我們在宇宙中能夠看到的最大範圍,它可以視為一個以我們所在的位置為中心,直徑約920億光年的球體空間,而在這個空間之外,其實還存在著我們觀測不到的宇宙。

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也就是說,可觀測宇宙只能說是宇宙的一部分,那整個宇宙有多大呢?對於這個問題,一種常見的觀點認為,宇宙很可能是無限的。顯而易見的是,如果宇宙真的是無限的,那麼將其縮小到原本的8.504億分之1,它同樣還是無限的,

不過並不是所有人都對「宇宙無限」這一觀點表示認同,比如說著名的理論物理學家斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)就提出理論稱,宇宙應該是「有限無邊」的。

什麼是「有限無邊」呢?我們可以用一個簡單的思想實驗來說明,想像一下,假如在一個球體的表面生活著一群二維生物,它們只能在這個二維的球體表面行動,那麼對於它們來講,雖然這個球體的表面是有限的,但是它們卻找不到球體表面的邊界,如果它們沿著某一個方向一直前進,那麼它們遲早會回到原點。

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同樣的道理,如果宇宙在一個更高的維度上彎曲,那麼在更高的維度上,整個宇宙就可能是封閉的,而生活在這種宇宙中的我們,也就只能在一個彎曲的三維空間里行動,在這種情況下,這個宇宙就是「有限無邊」的,如果我們沿著某一個方向一直前進,那麼我們遲早也會回到原點。

那麼,這個「有限無邊」的宇宙應該有多大呢?實際上,作為弦理論的創始人之一的理論物理學家萊昂納德·薩斯坎德(Leonard Susskind),就曾經根據霍金提出的理論對此進行了專業的計算,他的計算結果是:整個宇宙的直徑大約為10的10的10的122次方秒差距。

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(↑萊昂納德·薩斯坎德)

秒差距天文學家常用的一種距離單位,1秒差距就是3.26光年,所以關於個計算結果,我們可以這樣理解:整個宇宙的直徑為3.26乘以10x次方光年,而x等於10的y次方,y則等於10的122次方,也就是1後面跟上122個零。

可以看到,這是一個龐大得令我們難以想像的數字,按此計算的話,如果地球只有1.5厘米,那等比縮小的宇宙,其直徑也只是縮小了區區9個數量級,它依然龐大得令我們難以想像。

需要指出的是,這只是一種理論上的推測,並不是確定的結論,所以大家看看就成,不必當真。總而言之,對於我們人類來講,宇宙真的太大了,即使是可觀測宇宙,都大得令我們嘆為觀止,人類未來真的能夠在如此浩瀚的宇宙中遨遊嗎?這是一個值得深思的問題。

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