我們對太空有什麽了解?
我們對太空了解多少?事實上,並沒有我們想要的那麽多。每次打開觀星APP 時,您可能會驚訝地發現其中有這麽多不同的物體。但您是否知道,所有這些行星、恒星和其他可見物體僅占太空總量的不到5%?
內容
太空是廣闊的,充滿了神秘。其中許多問題尚未解決,盡管科學已經取得了很大進展。讓我們總結一下關于空間的已知信息。
太空是什麽?
太空是一個近乎完美的真空,沒有任何空氣。然而,太空不是空的:它包含多種形式的輻射,以及漂浮在周圍的氣體、塵埃和其他物質的粒子。
從地球上,我們可以觀察距離我們星球任何方向在465億光年以內的行星、恒星和星系。這個空間區域被稱為可觀測宇宙。宇宙的估計年齡為114億至138億年。
什麽是外太空?
從地球上看,外太空(又叫外層空間)是地球與太空分界線之外的一切。對于外太空究竟從哪裏開始,有不同的定義。使用最廣泛的邊界是卡門線,它位于平均海平面以上100公裏處。從這個標記開始,空氣變得稀薄,依靠升力的普通飛機無法飛行。
外太空區域
外太空可以分為幾個區域。它們是由磁場和在其中主導的“風”決定的。
- 地球空間是地球附近的外太空區域。它位于地球上層大氣和地球磁場的最外層區域之間。
- 星際空間是太陽系內的外層空間。太陽風形成了一個日光層,它是一個圍繞太陽及其行星的巨大“氣泡”。在日光層頂(日光層的外緣),行星際空間成為星際空間。
- 星際空間是星系中恒星系統之間的物理空間。它充滿了由氣體和塵埃組成的星際介質(interstellar medium,ISM)。
- 星系際空間是星系之間的物理空間。它非常接近完全真空,因為它通常沒有灰塵和碎屑。
太空是由什麽構成的?
科學家認為宇宙由三種物質組成:正常物質、暗物質和暗能量。
正常物質
正常物質,也稱為重子物質,由質子、中子和電子組成,它們構成了我們每個可見物體。我們能看到的一切,就是恒星、行星、樹木、動物和人類,都是由正常物質構成的。宇宙中正常物質的比例出奇的小,不到5%。
暗物質
暗物質既不發射也不吸收光和能量,因此它是完全不可見的。科學家假設它由非重子物質組成,例如 WIMP(大質量弱相互作用粒子)、超中性子和中微子。雖然不能直接觀察到暗物質,但天文學家認為它存在是因為它對正常物質有引力作用。例如,對螺旋星系的檢查表明它們包含的質量比肉眼所能看到的要多。沒有暗物質,星系就會四分五裂,因為僅靠正常物質的引力不足以將所有粒子拉到一起。據推測,暗物質約占宇宙的27%。
暗能量
暗能量是一種假想的排斥引力的能量形式:它將宇宙物體拉開,而引力將它們拉近。科學家們提出了暗能量的概念,以解釋為什麽宇宙不僅在膨脹,而且還在以越來越快的速度膨脹。目前,科學家們還沒有定義它的性質和起源:這裏“暗”更像是“未知”的意思。據估計,暗能量約占宇宙的68%。
外太空中的前5個奇異物體
科學家們對宇宙觀察越深,他們發現的不尋常物體和位置就越多。以下是一些最傑出的太空記錄保持者。
太空中最冷的物體
迄今為止宇宙中發現的最冷的地方是回旋镖星雲。它位于半人馬座,距離地球約5,000光年。其內部深處的溫度為-272°C,與絕對零相差1度。
太空中最熱的地方
處女座中的3C 273類星體是太空中最熱的區域之一。它的溫度從20到40萬億°C不等。3C 273也是迄今為止發現的第一個類星體,也是從地球上看到的最亮的類星體(視星等為12.9)。
太空中最古老的恒星
瑪土撒拉星(HD 140283, HIP 76976)已有160億年曆史,是太空中最古老的恒星。不知何故,它甚至比宇宙還要古老,科學家們仍在弄清楚這是怎麽可能的!這顆恒星位于天秤座,可用雙筒望遠鏡觀察(視星等為7.2)。
太空中最大的物體
武仙-北冕座長城,或簡稱為長城,是可觀測宇宙中已知最大的結構。它有100億光年,可能包含數十億個星系。它位于武仙座和北冕座方向約100億光年之外。
太空中最大的“水庫”
太空中最大的“水庫”容納的水量是地球上所有海洋的140萬億倍。這是一團水蒸氣雲,圍繞著位于天貓座的APM 08279+5255類星體,距離我們120億光年。
太空中最奇異的物體的清單可以是無窮無盡的:它還可以包括一顆由鑽石構成的行星、唯一有尾巴的太陽系行星,以及埋葬人類的天體。請在我們的文章中了解更多關于這些空間物體的信息。
常問問題
太空有多老?
基于兩種不同的測量結果,有兩種相互競爭的估計。根據它們,宇宙的年齡可能在114億到138億年之間。為了幫助您可視化宇宙的曆史,我們將其壓縮為1個地球年,制作了一個宇宙曆。請在我們的信息圖中查看一下。
太空從哪裏開始?
太空並不是從地球表面上方的某個特定高度開始的。有一條傳統上接受的邊界稱為卡門線,位于平均海平面以上100公裏處。
外太空有多大?
可觀測宇宙(我們可以看到和測量的宇宙的一部分)估計在地球的任何方向上都約為465億光年。如果我們把它想象成一個圍繞著我們星球的球體,它的直徑將約為930億光年。請使用我們的信息圖找到我們在可觀測宇宙中的位置。
太空溫度是多少?
外層空間的基准溫度為-270°C。但是,還有一些極端的地方:太空最冷處的溫度為-272°C;在太空最熱的地方,溫度從20到40萬億°C不等。
太空是什麽顔色?
我們從經驗中知道太空是黑色的。然而,考慮到宇宙是無限的,包含著數十億顆恒星,它不應該是亮白色的嗎?這種奇怪現象被稱為奧爾伯悖論。您可以在我們的專門文章中找到它可能的解決方案。
聲音是一種機械波,需要空氣或水等介質才能傳播。太空是真空的:沒有空氣,聲音無法傳播。這就是為什麽太空通常被認為是安靜的。
太空是完全寂靜的嗎?
雖然空間是真空,但它並不是完全空的:它充滿了等離子體或帶電粒子。這些粒子可以産生(或受其影響)電場和磁場,因此可以傳輸磁聲波,這是聲波的等離子體等效物。它們的聲壓級約為-100dB。人類的聽覺阈值約為+60dB,因此我們聽不到這些波,但可以使用為此目的設計的儀器來檢測它們,例如對地靜止衛星。為了聽到這些波,我們需要將它們錄制並轉換成可聽的音軌,並獲得一些聽起來怪異的“太空音樂”。
簡要總結:要記住的基本空間事實
太空是真空,輻射和物質粒子漂浮在那裏。宇宙的估計年齡為114億至138億年。從地球任何方向看,可觀測宇宙的大小約為465億光年(直徑為930億光年)。宇宙中存在的一切都是由正常物質、暗物質和暗能量構成的;科學家們仍在調查後兩種物質的性質和來源。
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