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原創丨想當“宇宙塵埃”啊,你還要再吃胖點喲

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作者:王錚

資訊化、城市化的生活方式讓許多朋友對巨大的數字變得越來越不敏感。 一些修仙小說人物動不動就活了幾萬年、幾億年, 一些網頁遊戲裡跳的傷害數字動不動就幾千萬、幾百億, 而我們講天文知識的時候動不動就談到幾萬、幾億光年。 人們聽了這些數字並沒有什麼感慨。 然而, 在這些非常巨大的數字面前, 人類是非常渺小的。

遊戲中的傷害數字

比方說, 一座連綿不斷、巨大無比的大山, 人們攀登幾天都沒法走遍, 它通常不過幾千萬噸到幾億噸重;而一次太陽爆發活動拋出到宇宙空間中的物質的平均品質是16億噸。 這個品質有多大?14噸以上即為重型卡車, 100噸以上是非常少見的超重型卡車, 而即使是如下圖的世界上最大400噸載重的超重型卡車, 車輪比人還高, 也要浩浩蕩蕩的40萬輛車, 才能把這些物質拉走。

400噸載重的超重型卡車

如此巨大的品質, 僅僅幾分鐘到幾小時就被太陽灼熱的大氣扔出來, 稱為“日冕物質拋射”。 用這個速度, 從北京到上海最快1秒種就到了, 可以想像一下香山從北京1秒飛到上海的感覺。 所謂日冕, 是太陽大氣的最外層,

厚度有幾百萬千米, 有時延伸的比太陽直徑還大。 我們平時抬頭看到的白雲, 高度大約是2千米, 而太陽大氣的厚度是這個高度的上百萬倍。 舉一個例子:打籃球的朋友知道籃筐的高度有3.05米高, 彈跳好的朋友輕鬆就能摸到;如果籃筐距離地面高度相當於太陽大氣厚度, 那麼地球就相當於一顆花生;我們人類在上面像細菌一樣小嗎?想得美……按照這個比例, 一些常見的細菌, 比如大腸桿菌, 平均大小都跟北京香山差不多了。

日冕物質拋射

和太陽的各種特徵比起來, 聽上去地球仿佛很渺小一樣, 畢竟我們現在的年輕人很少出去體驗大自然, 而是看著電視、電腦進行想像。 地球已經是非常巨大、壯麗的了。 如果我們每個人平均體重算60千克, 全世界人總共大約是4.2億噸, 人體的密度和水差不多, 換算成水的話大概就是4.2億立方米。 這是一個什麼概念呢?光是三峽水庫, 總庫容就高達393億立方米。 全地球的人一起蹦一下, 也就和飛蟲撞火車一個感覺, 地球紋絲不動。

火車駛過一望無際的田野

當宇宙中的天體品質如此之大的時候, 它們之間所能吸引的距離也非常驚人。 比如, 北京到上海直線距離大約接近1100千米, 路程可能接近1500千米, 一個人騎自行車大約要走12-15天, 而地球到太陽之間的距離大約是這個距離的10萬倍, 騎自行車大約要走3500年以上。

如果太陽是一張我們家裡或辦公室常見到的1米寬的書桌,那麼地球就相當於在一個足球場的另一端伸出我們的拇指,看我們的指甲蓋——太陽的直徑大約是地球的109倍,而太陽到地球的距離大約是地球直徑的1萬2千倍。按照這個比例,八大行星的邊緣海王星與太陽的距離大約要30個足球場那麼長,太陽系天體邊緣(受太陽吸引的球狀天體區域)——奧爾特雲的範圍大約相當於中國東西跨度再大一點,太陽的引力範圍大約相當於太平洋南北端距離,離太陽最近的恒星比鄰星到我們的距離則大概是走了地球赤道的3/4那麼遠。

可以容納10萬人的諾坎普足球場,如果太陽是球場一端的一張書桌,地球就是球場另一端的指甲蓋

太陽系的奧爾特雲,受太陽吸引的球狀天體區域

然而,在銀河系中,太陽系就和塵埃一樣。我們所處的銀河系是直徑大約9萬光年(1光年=9460730472580800米)的圓盤,厚度1萬光年,最少有1000億顆恒星。也就是說,像太陽這麼巨大的天體,在銀河系中的數量至少是地球上人口的幾十倍。如果把銀河系看成是天安門廣場大小——已經非常大了,是世界上最大的城市廣場,是一般足球場的60倍大,可以容納100萬人——太陽系奧爾特雲的範圍也不過是乒乓球大小。

天安門廣場,太陽系在銀河系中相當於在這裡看乒乓球

太陽系只是銀河系4個懸臂當中的一個上的不起眼的小區域

可是,在宇宙中,用塵埃都不足以形容銀河系了。哈勃空間望遠鏡的觀測說明宇宙至少包含500億個星系。我們可以觀測到的宇宙的尺度是銀河系直徑的50萬倍以上。仍然用天安門廣場做例子的話,銀河系只不過相當於天安門廣場上的一塊磚。

哈勃空間望遠鏡觀測製成的 NGC2683 星系距離我們約2000萬光年(美國航天局NASA)

作者:王錚 中國科學院國家空間科學中心 空間天氣學國家重點實驗室

如果太陽是一張我們家裡或辦公室常見到的1米寬的書桌,那麼地球就相當於在一個足球場的另一端伸出我們的拇指,看我們的指甲蓋——太陽的直徑大約是地球的109倍,而太陽到地球的距離大約是地球直徑的1萬2千倍。按照這個比例,八大行星的邊緣海王星與太陽的距離大約要30個足球場那麼長,太陽系天體邊緣(受太陽吸引的球狀天體區域)——奧爾特雲的範圍大約相當於中國東西跨度再大一點,太陽的引力範圍大約相當於太平洋南北端距離,離太陽最近的恒星比鄰星到我們的距離則大概是走了地球赤道的3/4那麼遠。

可以容納10萬人的諾坎普足球場,如果太陽是球場一端的一張書桌,地球就是球場另一端的指甲蓋

太陽系的奧爾特雲,受太陽吸引的球狀天體區域

然而,在銀河系中,太陽系就和塵埃一樣。我們所處的銀河系是直徑大約9萬光年(1光年=9460730472580800米)的圓盤,厚度1萬光年,最少有1000億顆恒星。也就是說,像太陽這麼巨大的天體,在銀河系中的數量至少是地球上人口的幾十倍。如果把銀河系看成是天安門廣場大小——已經非常大了,是世界上最大的城市廣場,是一般足球場的60倍大,可以容納100萬人——太陽系奧爾特雲的範圍也不過是乒乓球大小。

天安門廣場,太陽系在銀河系中相當於在這裡看乒乓球

太陽系只是銀河系4個懸臂當中的一個上的不起眼的小區域

可是,在宇宙中,用塵埃都不足以形容銀河系了。哈勃空間望遠鏡的觀測說明宇宙至少包含500億個星系。我們可以觀測到的宇宙的尺度是銀河系直徑的50萬倍以上。仍然用天安門廣場做例子的話,銀河系只不過相當於天安門廣場上的一塊磚。

哈勃空間望遠鏡觀測製成的 NGC2683 星系距離我們約2000萬光年(美國航天局NASA)

作者:王錚 中國科學院國家空間科學中心 空間天氣學國家重點實驗室

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