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【把宇宙缩放到地球那样大,地球又有多大呢?】
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综述虽然人类拥有文字和各种各样的符号系统 , 但是在描述宇宙大小的时候 , 还是会觉得不够用 , 因为它实在是太大了 。
为了方便我们形成相对准确的认知和概念 , 我们经常会采取一些比较特殊的方法 , 等比缩放就是一个比较常用的手段 , 这样做的时候 , 我们还要考虑选取什么样的参照物来作为比较的基础 。
对于人类来说 , 最熟悉的就是地球了 , 所以一些人便提出了这样一个问题 , 如果把宇宙缩小到地球那样大 , 地球又有多大呢?
缩小宇宙但是你一定也意识到了 , 能用上这个方法的案例其实大小首先就是已知的 , 而我们并不知道宇宙真正的大小 , 就目前的科技水平 , 人类所观测到的宇宙仍然被限制在一个范围内 , 这之外的空间是什么样 , 基本是完全没有信息的 。
也因此 , 天文研究当中提出了可观测宇宙和不可观测宇宙两个概念 , 目的是方便实际的研究工作 , 所以如果我们非要回答上面的问题 , 就必须将这里的宇宙定义为可观测宇宙 , 这也是我们能够获得的最大的数据 。
一般来说 , 可观测宇宙就是以地球为原点向外辐射同等距离的一个空间 , 出现在这个范围内的光都能被我们的天文望远镜捕捉到 , 这也是可观测的意义所在 , 具体来说 , 现在已经测量出的可观测宇宙半径大概在465亿光年 。
虽然听起来已经是非常天文数字的距离 , 但是它还远远没有包含整个宇宙 , 甚至很有可能只是非常小的一部分 , 其实问题的答案已经呼之欲出了 。
因为所谓的可观测宇宙已经很明显是一个有限空间了 , 也就是说我们还远没有触及宇宙的边缘 , 所以我们可以在这个空间的边缘上找到一个点 , 而以这个点为球心再造一个大球 , 也只是一个半径为930亿光年的球体 。
但是它依然还是一个有限空间 , 因为有一个点仍然是和原来的可观测宇宙内接的 , 以此类推不断向外扩展 , 宇宙似乎可以一直扩大下去 。
当然 , 无限还是有限依然是一个悬而未决的问题 , 我们也只有在力所能及的范围内尝试认识这个宇宙了 。
回到我们上面说的等比缩放的方法 , 我们就需要把可观测宇宙的体积先计算出来 , 然后和地球的体积做一个比值 , 这样就得到缩放比例 , 不过这项计算的量明显有点过大了 , 因为可观测宇宙的单位是光年级的 , 而一个单位光年的距离已经是非常大的数字了 , 我们很难想象最终的结果出来之后 , 地球会被缩小到一个什么样级别大小的物体 。
可观测宇宙的体积利用球体的体积公式进行计算 , 在这之前最好先把一个单位光年的距离进行一个取整 , 否则数字太长会影响计算的便利 。
我们知道光速是宇宙中最快的速度 , 一般取值是3乘以10的8次方米每秒 , 换成我们常用的计量单位就是30万千米每秒 , 这样就得到光在一年时间里走过的距离 , 结果精简一下大约是9万亿公里的样子 。
这个数字再跟464亿相乘 , 就有了可观测宇宙的半径用公里表示的结果 , 带入到球体计算公式 , 计算出整个可观测宇宙的体积 。
当然 , 为了节省计算量 , 我们也可以直接用地球和可观测宇宙的半径直接做比值 , 得出的结果是一样的 。
再来看地球的半径 , 这个数字我们很容易获得 , 取整的话基本上是6000多公里 , 不过在实际计算的时候 , 我们可以先跳过取整这一步 , 得到最后的比值结果之后再进行精简可以获得一个更准确的结果 , 按照这个方法最后得出来的结果是6.8乘以10的19次方 , 用文字表述出来就是6800亿亿 。
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