宇宙有兩個重要的維度,一個是空間,另一個是時間。首先,我們要理解空間,也就是距離。比如,1公里有多長?大家手機裏都有地圖軟件,可以看看,從你家到附近的超市、地鐵站,或者學校,哪個是剛好1公里的距離。民航客機的飛行高度,一般是在7公里~12公里。這個高度屬於地球大氣層中的平流層,氣象條件比較平穩,鳥類一般飛不了這麼高。
其次,從你的城市,到你常去的省內城市,測一測距離。比如,從北京市,到山東省會濟南市,直線距離是370公里左右。中國空間站的軌道高度,約爲380公里。從北京到濟南,高鐵的速度超過300公里每小時,用時1小時30分鐘。我們在發射空間站的時候,速度超過7.9公里每秒,也就是第一宇宙速度,只要8分鐘,就能進入預定軌道。
地球的半徑是6371公里,是空間站軌道高度的16.7倍。如果把地球比喻成一個蘋果,空間站大概只有1個芝麻粒的高度。地球到月亮的距離約爲38.4萬公里。1969年,美國“阿波羅11號”用了4天的時間,從地球飛抵月球。如果從地球發一束光,則僅需1.28秒,就可以到達月球。地球的直徑是月球的4倍,體積是月球的8倍,質量是月球的80倍。月球繞地球公轉的速度是1公里每秒。
地球到太陽的距離約爲1.5億公里。太陽的光到達地球,需要8分18秒。也就是說,我們看到的太陽,都是8分鐘以前的太陽。太陽的直徑是地球的109倍,體積是地球的130萬倍,質量是地球的33萬倍。
太陽是氣態的恆星,73%是氫,25%是氦。每秒有6.2億噸的氫在太陽發生核聚變,產生大量的能量。在整個銀河系中,太陽的亮度超過85%的恆星。在整個太陽系中,太陽的質量佔比高達99.86%。木星是太陽系最大的行星,佔比約爲0.1%,是其他行星總質量的2.5倍。木星也是氣態的,90%是氫,8%是氦。地球繞太陽的公轉速度約爲30公里每秒,繞一圈是1年的時間。太陽系繞銀河系核心的公轉速度,約爲220公里每秒,繞一圈需要2億年。所以,如果以銀河系核心爲參照物,我們每個人的運行速度都是220公里每秒。當然,我們是感受不到這個速度的。宇宙的年齡約爲138億年,太陽和地球的年齡是45億年,可能還有50億年的壽命。太陽系的形成,可能源於上一次恆星系的毀滅。至於在那個恆星系,有沒有過生命,是什麼樣子的,我們可能永遠都不知道。
除非,在45億年前,或者現在距離我們45億光年以外的地方,有外星文明觀測過太陽系。然後在未來的某一天,我們與這個文明相遇了。
銀河系擁有4條懸臂,太陽位於獵戶臂,距離銀河系中心大約2.4萬~2.8萬光年。我們知道,在今年5月,科學家發佈了銀河系中心人馬座A*的照片。這是一顆黑洞,質量是太陽的約400萬倍,直徑約爲4400萬公里,差不多是水星到太陽的距離。水星是距離太陽最近的行星,地球是第三接近太陽的行星。所以,人馬座A*的體積並不是很大。更有意思的是,人馬座A*的質量也不大。作爲銀河系最中心的天體,它的質量只佔整個銀河系的0.00045%左右。那麼,它是怎麼做到,讓銀河系的所有恆星都繞着它公轉的呢?首先,人馬座A*的引力捕捉了附近的恆星,與它們“組合”在一起,共同吸引外一層的恆星。然後,與這些恆星一起,再去吸引更外一層的恆星。就像俄羅斯套娃一樣,從裏套到外,一層又一層,整體的質量越來越大。在銀河系中心直徑3光年的區域內,大約彙集了1000萬顆恆星。它們大多是紅巨星,擁有很高的質量。另外,在銀河系的中心區域,還有大量的暗物質。它們能和普通物質產生引力交互作用,所以我們知道它們的存在。但是,它們又不與電磁力產生作用,因而我們無法看到它們。從目前的觀測來看,銀河系屬於一個超星系團,名爲拉尼亞凱亞。這個超星系團,擁有至少10萬個像銀河系一樣的星系。它們似乎都在圍繞着一個更大質量的天體運動,但我們現在無法觀測到。也許,宇宙就是一個俄羅斯套娃,一層繞着一層,總是繞着一個質量更大的天體在運動。
有時候想着挺悲哀的,我們所處的這個時代,人類文明才5000年,現代科學才100年。與138億年的宇宙相比,我們的文明無疑是剛剛起步,宛如一根鼻毛。現代科學認爲,宇宙始於大爆炸。那大爆炸以前,是不是一次大坍縮呢?大坍縮以前,是上一次的大爆炸?反反覆覆,已經爆炸、坍縮很多次了?那麼,組成宇宙的這些物質,最初是怎麼來的呢?最初的時間點又在哪裏呢?時空又是怎麼形成的呢?爲什麼質量會讓周圍的時空扭曲呢?具體的機制是什麼?
對於這些問題,我們的下一代,下下一代,或許5000年後的人類,依舊搞不清楚。亦或許,5000年後就沒有人類了。
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