银河快报

宇宙像银河系一样大吗?让我们从一把盐开始聊起

厨房里的天文学

昨晚做饭时,我往汤里撒了一小撮盐,那些细小的白色颗粒从指缝间滑落,大概有几千粒吧,我盯着它们发呆——如果把银河系里的每一颗恒星比作一粒盐,那整个宇宙的"盐"够装满多少个厨房?

这个问题听起来很简单,但答案会让人有点恍惚。

先搞清楚银河系到底有多大

银河系是个扁平的旋涡状大家伙,直径大约10万到18万光年,光年是光跑一年的距离,光一秒钟能绕地球七圈半,银河系里的恒星数量,目前比较靠谱的估计是1000亿到4000亿颗,取个中间值,就算2000亿颗吧。

2000亿是个什么概念?如果你一秒钟数一颗星,不吃不睡,得数上6000多年,这还只是我们自己的星系。

对比项 数量级 直观类比
银河系恒星数 ~2×10¹¹ 地球上所有沙滩的沙粒总和
可观测宇宙星系数 ~2×10¹² 把每粒沙再碾碎成10粒
可观测宇宙恒星总数 ~10²²—10²⁴ 地球上所有沙粒的1000亿倍

上面这个表格里的数字,其实已经悄悄回答了标题的问题——但咱们先压住,把故事讲完。

哈勃的"深场"照片,像一记闷棍

1995年,天文学家做了一件有点任性的事,他们把哈勃望远镜对准天上一块看起来什么都没有的区域——大小大概相当于你伸直手臂后一粒米挡住的范围,然后盯着同一个地方拍了10天。

结果呢?那片"空无一物"的黑暗里,冒出了3000多个星系,不是恒星,是星系,每一个都像银河系一样,装着千亿颗太阳。

宇宙像银河系一样大吗?——让我们从一把盐开始聊起

后来他们又拍了"哈勃超深场"和"哈勃极深场",星系越数越多,天文学家据此估算,可观测宇宙里大概有2万亿个星系,2万亿——这个数字大到我的大脑开始摆烂。

可观测宇宙 vs 整个宇宙,这里有个关键区别

这里必须插一句"可观测宇宙"是什么意思,因为光速有限,我们能看到的范围是半径约465亿光年的球体(宇宙膨胀把距离拉大了),这个球体之外的东西,光还没来得及跑到我们眼睛里,也可能永远跑不到。

所以当我们说"宇宙有多大",通常指的是这个可观测范围,至于整个宇宙——包括我们看不到的部分——可能是无限大的,目前的主流宇宙学模型倾向于认为,宇宙在空间上是平坦且无限的,如果真是这样,那银河系和宇宙的对比,就像一滴水和所有海洋的总和,甚至更夸张。

把银河系放进宇宙,它瞬间就"社恐"了

银河系在本星系群里算是个"大块头",和仙女座星系并列为最大的两个,但本星系群本身只是室女座超星系团里不起眼的一角,而室女座超星系团又只是拉尼亚凯亚超星系团的一部分——这个超级结构里塞着10万个星系。

宇宙像银河系一样大吗?——让我们从一把盐开始聊起

拉尼亚凯亚的直径大约2亿光年,而可观测宇宙的直径是930亿光年,银河系的那10万光年,在930亿面前,大概相当于一粒芝麻放在一个足球场中间,不,比那还小,大概是一粒芝麻放在整个北京市。

…宇宙像银河系一样大吗?

你看到这儿肯定已经知道答案了,宇宙不像银河系一样大,银河系只是宇宙里微不足道的一粒尘埃,准确地说,银河系是可观测宇宙中约2万亿分之一的存在。

  • 银河系直径:约10万光年(包含暗物质晕的话可能到200万光年,但恒星盘就那么大)
  • 可观测宇宙直径:约930亿光年
  • 倍数关系:可观测宇宙的直径是银河系直径的近100万倍,体积的话,自己乘个立方感受一下……

我写到这里,突然觉得那锅汤可能有点咸了,低头一看,盐粒早已融化在汤里,看不见了,就像银河系融在宇宙里,我们甚至找不到它在哪一勺。

天文学家卡尔·萨根说过那句著名的话:"我们生活在宇宙中一个暗淡蓝点之上。"他说的"暗淡蓝点"是地球,至于银河系——它连个"点"都没混上。《宇宙的琴弦》那本书里有个比喻我印象很深:如果宇宙是一部百科全书,银河系大概就是其中一个字母上的一个墨点。

下次你抬头看银河横跨夜空的时候,可以试着在心里把那条光带想象成整个宇宙的缩略图,然后再把它缩小到几乎看不见,那种渺小感会让人起鸡皮疙瘩,但奇怪的是,也挺治愈的。

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