那天晚上,我决定给宇宙量一量身高体重
说出来你可能不信,这一切开始于一个很蠢的念头,前几天晚上我在阳台收衣服,抬头看见月亮明晃晃地挂着,我家楼下那棵泡桐树大概有六层楼高,我已经觉得挺高了,然后我就在想,月亮比这棵树高多少?太阳又比月亮高多少?银河系……到底大到什么程度?
我回屋打开电脑查了一些数据,结果彻底懵了,不是数据太复杂,而是那些数字大到根本没感觉,天文学家说银河系直径十万光年,我说哦好的知道了,但其实脑子里一片空白,十万光年什么概念?一光年差不多九万四千六百亿公里,十万光年就是九十四亿亿公里,这个数字念出来都烫嘴。
所以我想了个笨办法,我得把这些东西放在一起比,把那些动不动就几亿倍、几万光年的差距,硬生生拉到我能理解的范围里来,这就像我在厨房比过的一粒米和一整个小区的差别——虽然听着夸张,但放在宇宙尺度下,可能还不够用。
先从我们熟悉的地盘开始
地球,这玩意儿我们好歹有个概念,坐飞机绕地球一圈大概要两天,赤道周长四万公里出头,我小时候觉得这已经大到没边了,毕竟从北京飞到纽约都要十三个小时。
但地球在太阳面前什么水平?这么说吧,如果地球是一颗直径一厘米的蓝色弹珠,那太阳就是一个直径一米零九的大瑜伽球,你可以把130万个地球塞进太阳里面,我第一次知道这个比例的时候站在客厅比划了一下,弹珠滚在瑜伽球旁边的画面实在太有冲击力了。
然而太阳在这个宇宙里,连个弟弟都算不上。
恒星之间的差距,比人和蚂蚁还离谱
我们夜空中能看到很多特别亮的星星,比如猎户座的参宿四,天狼星,还有天蝎座的心宿二,我以前以为它们和太阳差不多大,只不过更亮一些,错得离谱。
天狼星是夜空中最亮的恒星,直径是太阳的1.7倍,质量是两倍,还算正常吧?然后参宿四来了——这哥们儿的直径是太阳的七百到九百倍,如果把它放在太阳的位置,它的表面会吞掉水星、金星、地球、火星,一直延伸到木星轨道附近,我们这颗蓝色弹珠直接就没了。
更夸张的是盾牌座UY,目前已知体积最大的恒星之一,直径大约是太阳的一千七百倍,继续用刚才弹珠瑜伽球的比喻,如果太阳是一米的瑜伽球,那盾牌座UY就是一个直径一米七的……等一下,算一下,一米七乘以一千七,差不多两公里半,一个两公里半的大圆球,地球那个一厘米的弹珠在旁边,已经看不见了。
我在这时候已经开始头晕了。
| 天体 | 直径(公里) | 比喻(地球=1cm弹珠) |
| 地球 | 12,742 | 1厘米弹珠 |
| 太阳 | 1,392,700 | 09米瑜伽球 |
| 天狼星 | 2,370,000 | 86米 |
| 参宿四 | 约1,100,000,000 | 864米(约九个足球场) |
| 盾牌座UY | 约2,377,000,000 | 87公里 |
但恒星再大,也只是银河系里的一粒沙。
银河系到底多大,我用走路来算
银河系是一个棒旋星系,从侧面看像两个扣在一起的盘子,中间厚边缘薄,恒星数量大概在一千亿到四千亿颗之间,数字太大,我不想用嘴念,我换一种方式。
假设我们把整个银河系缩小,让太阳变成一粒直径一毫米的细沙,在这个比例尺下,太阳这颗沙子会飘在客厅中央,最近的恒星比邻星是另一粒沙子,距离大概是三十公里,也就是说,我家客厅一粒沙,三十公里外的郊区才有第二粒沙,这就是银河系里恒星之间的平均间距。
而我们这整个银河系,在这个沙粒模型里,是一个直径超过九千公里的巨大圆盘,九千公里什么概念?从北京到纽约的飞行距离大概一万一,所以你从北京飞纽约的单程航程,差不多就是从银河系一头飞到另一头。
我写到这里,放下键盘去接了一杯水,盯着水杯里那颗不小心掉进去的菜叶子渣,突然觉得自己刚才算的九千公里有点荒谬,因为在这个沙粒模型里,太阳只是客厅里的一粒沙,地球是绕着这粒沙转的一粒尘埃,大概在距离沙子十五厘米的轨道上,那粒尘埃上面有七十亿人,有喜马拉雅山,有太平洋,有我和我阳台上的泡桐树。
我心里咯噔了一下。
但银河系自己也不是什么大块头
我本来以为银河系已经大到可以结束了,结果继续查下去发现——不行,银河系在更大的结构里也就是个普通成员。
银河系和仙女座星系、三角座星系以及周围大概五十多个更小的矮星系共同组成了本星系群,这个本星系群的直径大概是一千万光年,刚才我们说银河系直径十万光年,现在本星系群直接给拉到了一千万,差了整整一百倍,银河系在这个尺度里终于从主宰者变成一个小点,窝在某个角落里安静地转着。
然后本星系群的隔壁是更大的室女座超星系团,这个东西里面有好几千个星系,直径大概一亿一千万光年,到这我就不想算了,因为已经没有词汇能形容这种感觉了。
再往外还有什么拉尼亚凯亚超星系团、双鱼-鲸鱼座超星系团复合体,这些东西的尺寸单位直接从亿光年起步,宇宙的可观测范围是九百三十亿光年,注意是“可观测”,真实的宇宙可能更大,大到光线还没飞过来。
把人和银河系搁一块儿看看
我想起费曼教我的那套逻辑——如果你不能把一件事用简单的类比讲清楚,说明你自己也没真懂,所以我斗胆试一下。
你站起来,身高算一米七,地球直径差不多是人类身高的七百五十万倍,太阳直径是地球的109倍,等于人类身高的八亿多倍,银河系呢?银盘厚度大概三千光年,换成我们的身高比例,这个数字会写上好几个零,更重要的是,你的寿命按八十年算,跟宇宙138亿年的年龄放在一起,比一次眨眼还短太多太多。
这么一比,人好像是全宇宙最微不足道的东西。
但我又转念一想——不对,正是这颗微不足道的尘埃上面,有一群同样微不足道的生物,用它们容量不到一公斤半的大脑,算出了银河系的直径,拍到了黑洞的照片,搞明白了恒星怎么发光,这事本身就很邪门,一个能测量银河系的东西,和银河系之间到底是个什么关系?我不知道该怎么描述这种感觉,就是觉得渺小和伟大可能是一回事,只是看你从哪头开始想。
那天晚上我最后还是去把那件挂在阳台的衣服收了进来,月亮还在头顶上,银河在月光后面根本看不见,但我知道它就在那里,横跨整个夜空,直径十万光年,而我手里的衣架,是塑料做的,产自义乌。
这对比过于奇妙,让我在阳台上又多站了一会儿。