我们对太空有什么了解?
我们对太空了解多少?事实上,并没有我们想要的那么多。每次打开观星APP 时,您可能会惊讶地发现其中有这么多不同的物体。但您是否知道,所有这些行星、恒星和其他可见物体仅占太空总量的不到5%?
内容
太空是广阔的,充满了神秘。其中许多问题尚未解决,尽管科学已经取得了很大进展。让我们总结一下关于空间的已知信息。
太空是什么?
太空是一个近乎完美的真空,没有任何空气。然而,太空不是空的:它包含多种形式的辐射,以及漂浮在周围的气体、尘埃和其他物质的粒子。
从地球上,我们可以观察距离我们星球任何方向在465亿光年以内的行星、恒星和星系。这个空间区域被称为可观测宇宙。宇宙的估计年龄为114亿至138亿年。
什么是外太空?
从地球上看,外太空(又叫外层空间)是地球与太空分界线之外的一切。对于外太空究竟从哪里开始,有不同的定义。使用最广泛的边界是卡门线,它位于平均海平面以上100公里处。从这个标记开始,空气变得稀薄,依靠升力的普通飞机无法飞行。
外太空区域
外太空可以分为几个区域。它们是由磁场和在其中主导的“风”决定的。
- 地球空间是地球附近的外太空区域。它位于地球上层大气和地球磁场的最外层区域之间。
- 星际空间是太阳系内的外层空间。太阳风形成了一个日光层,它是一个围绕太阳及其行星的巨大“气泡”。在日光层顶(日光层的外缘),行星际空间成为星际空间。
- 星际空间是星系中恒星系统之间的物理空间。它充满了由气体和尘埃组成的星际介质(interstellar medium,ISM)。
- 星系际空间是星系之间的物理空间。它非常接近完全真空,因为它通常没有灰尘和碎屑。
太空是由什么构成的?
科学家认为宇宙由三种物质组成:正常物质、暗物质和暗能量。
正常物质
正常物质,也称为重子物质,由质子、中子和电子组成,它们构成了我们每个可见物体。我们能看到的一切,就是恒星、行星、树木、动物和人类,都是由正常物质构成的。宇宙中正常物质的比例出奇的小,不到5%。
暗物质
暗物质既不发射也不吸收光和能量,因此它是完全不可见的。科学家假设它由非重子物质组成,例如 WIMP(大质量弱相互作用粒子)、超中性子和中微子。虽然不能直接观察到暗物质,但天文学家认为它存在是因为它对正常物质有引力作用。例如,对螺旋星系的检查表明它们包含的质量比肉眼所能看到的要多。没有暗物质,星系就会四分五裂,因为仅靠正常物质的引力不足以将所有粒子拉到一起。据推测,暗物质约占宇宙的27%。
暗能量
暗能量是一种假想的排斥引力的能量形式:它将宇宙物体拉开,而引力将它们拉近。科学家们提出了暗能量的概念,以解释为什么宇宙不仅在膨胀,而且还在以越来越快的速度膨胀。目前,科学家们还没有定义它的性质和起源:这里“暗”更像是“未知”的意思。据估计,暗能量约占宇宙的68%。
外太空中的前5个奇异物体
科学家们对宇宙观察越深,他们发现的不寻常物体和位置就越多。以下是一些最杰出的太空记录保持者。
太空中最冷的物体
迄今为止宇宙中发现的最冷的地方是回旋镖星云。它位于半人马座,距离地球约5,000光年。其内部深处的温度为-272°C,与绝对零相差1度。
太空中最热的地方
处女座中的3C 273类星体是太空中最热的区域之一。它的温度从20到40万亿°C不等。3C 273也是迄今为止发现的第一个类星体,也是从地球上看到的最亮的类星体(视星等为12.9)。
太空中最古老的恒星
玛土撒拉星(HD 140283, HIP 76976)已有160亿年历史,是太空中最古老的恒星。不知何故,它甚至比宇宙还要古老,科学家们仍在弄清楚这是怎么可能的!这颗恒星位于天秤座,可用双筒望远镜观察(视星等为7.2)。
太空中最大的物体
武仙-北冕座长城,或简称为长城,是可观测宇宙中已知最大的结构。它有100亿光年,可能包含数十亿个星系。它位于武仙座和北冕座方向约100亿光年之外。
太空中最大的“水库”
太空中最大的“水库”容纳的水量是地球上所有海洋的140万亿倍。这是一团水蒸气云,围绕着位于天猫座的APM 08279+5255类星体,距离我们120亿光年。
太空中最奇异的物体的清单可以是无穷无尽的:它还可以包括一颗由钻石构成的行星、唯一有尾巴的太阳系行星,以及埋葬人类的天体。请在我们的文章中了解更多关于这些空间物体的信息。
常问问题
太空有多老?
基于两种不同的测量结果,有两种相互竞争的估计。根据它们,宇宙的年龄可能在114亿到138亿年之间。为了帮助您可视化宇宙的历史,我们将其压缩为1个地球年,制作了一个宇宙历。请在我们的信息图中查看一下。
太空从哪里开始?
太空并不是从地球表面上方的某个特定高度开始的。有一条传统上接受的边界称为卡门线,位于平均海平面以上100公里处。
外太空有多大?
可观测宇宙(我们可以看到和测量的宇宙的一部分)估计在地球的任何方向上都约为465亿光年。如果我们把它想象成一个围绕着我们星球的球体,它的直径将约为930亿光年。请使用我们的信息图找到我们在可观测宇宙中的位置。
太空温度是多少?
外层空间的基准温度为-270°C。但是,还有一些极端的地方:太空最冷处的温度为-272°C;在太空最热的地方,温度从20到40万亿°C不等。
太空是什么颜色?
我们从经验中知道太空是黑色的。然而,考虑到宇宙是无限的,包含着数十亿颗恒星,它不应该是亮白色的吗?这种奇怪现象被称为奥尔伯悖论。您可以在我们的专门文章中找到它可能的解决方案。
声音是一种机械波,需要空气或水等介质才能传播。太空是真空的:没有空气,声音无法传播。这就是为什么太空通常被认为是安静的。
太空是完全寂静的吗?
虽然空间是真空,但它并不是完全空的:它充满了等离子体或带电粒子。这些粒子可以产生(或受其影响)电场和磁场,因此可以传输磁声波,这是声波的等离子体等效物。它们的声压级约为-100dB。人类的听觉阈值约为+60dB,因此我们听不到这些波,但可以使用为此目的设计的仪器来检测它们,例如对地静止卫星。为了听到这些波,我们需要将它们录制并转换成可听的音轨,并获得一些听起来怪异的“太空音乐”。
简要总结:要记住的基本空间事实
太空是真空,辐射和物质粒子漂浮在那里。宇宙的估计年龄为114亿至138亿年。从地球任何方向看,可观测宇宙的大小约为465亿光年(直径为930亿光年)。宇宙中存在的一切都是由正常物质、暗物质和暗能量构成的;科学家们仍在调查后两种物质的性质和来源。
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