隨著人類科技的進步,現(xiàn)在人類已經(jīng)能夠走出地球探索宇宙,當人類走出地球看到宇宙之后,人類的好奇心被宇宙的浩瀚所吸引,人類想要知道宇宙到底有多大?在宇宙中除了地球生命之外是不是還存在其它的生命?帶著這些疑問,人類走上了探索宇宙的道路,根據(jù)科學家的研究我們能夠知道,地球其實就是太陽系中的一顆行星,在太陽系中一共有八大行星,它們分別是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星,在海王星的外面還有一顆冥王星,曾經(jīng)冥王星也屬于一顆行星,但是后來科學家認為,冥王星的體積和質(zhì)量都太小了,于是就將它踢出了行星的行列。
雖然對于人類來說,太陽系很大,它的直徑達到了4光年左右,但是它在宇宙中渺小的像一粒沙子,現(xiàn)代科學認為我們的宇宙誕生于138億年前的奇點大爆炸,奇點爆炸以后,宇宙快速的向四周膨脹,經(jīng)過138億年的時間,宇宙才膨脹成我們現(xiàn)在看到的樣子,我們的太陽系屬于銀河系當中,在銀河系中存在大約1000億到4000億顆恒星,400億到2000億顆行星,還有數(shù)不盡的小行星和彗星,根據(jù)科學家的觀測得出,銀河系的直徑達到了20萬光年,光年是一個距離單位,一光年就相當于光速飛行一年的距離,光速每秒大約是30萬公里,這個速度已經(jīng)超出了人類的想象,即使是光速在宇宙面前,也像蝸牛一樣慢。
比銀河系大的星系是仙女座星系,仙女座星系、銀河系和其它眾多的星系一起組成了一個本星系群,它的跨度達到了1000萬光年,不過本星系群也不是宇宙中最大的星系群,本星系群和其它100個星系群共同組成了一個更大的星系團,這個星系團被稱為是室女座超星系團,在這個星系團中,大約存在2000多個星系,它的直徑達到了1.1億光年,看到這里,相信很多人都會覺得室女座超星系團非常的大,不過在2014年的時候,科學家發(fā)現(xiàn)了比室女座超星系團更大的宇宙結(jié)構(gòu),這個結(jié)構(gòu)就是拉尼亞凱亞超星系團,它的直徑達到了5.2億光年,擁有500多個星系團,在如此龐大的星系團面前,我們的太陽系渺小的像一粒沙子。
而且我們的宇宙還在不斷的膨脹當中,這會導致星系之間的距離會變得越來越遠,發(fā)現(xiàn)宇宙膨脹的科學家是愛德溫.哈勃,他出生于1889年11月,父親是當?shù)赜忻穆蓭煟瑥男「赣H就會哈勃非常嚴格,這也培養(yǎng)了哈勃從小就努力刻苦的習慣,哈勃在上中學的時候,便隨家人遷移到了美國,在1910年的時候,他以優(yōu)異的成績大學畢業(yè),畢業(yè)后它遵從父親的意愿,開了一家律師事務(wù)所,不過哈勃對法律并不敢興趣,他認為這樣的生活非?菰铮畲蟮睦硐刖褪巧钊胙芯坑钪娴膴W秘,于是在一年之后,哈勃決定離開律師事務(wù)所,在1925年的時候,哈勃在科學界嶄露頭角。
在1923年的時候,哈勃通過一系列的研究,利用造父變星周光關(guān)系推算出了仙女座星云的距離遠遠大于銀河系的直徑,第二年他寫了論文《漩渦星云中的造父變星》,并且公布了他的新成果,其實造父變星是變星的一種,所謂變星是指亮度經(jīng)常會發(fā)生顯著變化的恒星,而造父變星是以造父一(仙王座星)為原型的一類變星,根據(jù)造父變星亮度的變化周期與絕對星等之間的周光關(guān)系能夠確定星團、星系之間的距離,因此造父變星能夠作為測量距離的標準燭光,簡單來說就是量天尺,造父變星屬于脈動變星,這種變星是由于恒星大氣周期性脈動極其伴隨著光譜變化而引起了亮度的周期性變化。
愛德溫.哈勃通過 觀測銀河系當中的恒星光譜,發(fā)現(xiàn)這些光譜出現(xiàn)了異常,他們所缺失的特征顏色組和我們銀河系當中的恒星情況相同,但是他們?nèi)慷汲庾V的紅端移動,并且相對的位移量都是一樣的,對此唯一的解釋就是宇宙在膨脹,正是因為星系在不斷的遠離我們,所以星系的光波頻率都變小了,或者說發(fā)生了紅移現(xiàn)象,這其中的原因就是多普勒效應(yīng),多普勒效應(yīng)是1842年提出來的,其主要內(nèi)容是:物體輻射的波長因為波源和觀測者的相對運動而產(chǎn)生變化,在運動的波源前面,波被壓縮,波長變得較短,頻率變得較高,當運動在波源后面時,會產(chǎn)生相反的效應(yīng),波長變得較長,頻率變得較低。
波源的速度越高,所產(chǎn)生的效應(yīng)就越大,根據(jù)紅移和藍移的程度,我們能夠計算出波源隨著觀測方向運動的速度,由于恒星的光譜線的位移顯示恒星遵循觀測方向運動的速度,除非波源的速度非常接近光速,否則多普勒位移的程度一般都很小,所有的波動現(xiàn)象都存在多普勒效應(yīng),當愛德溫.哈勃提出宇宙膨脹理論時,整個科學家都震驚了,因為在此之前科學家一直都認為我們的宇宙是靜態(tài)的,而且連著名的物理學家愛因斯坦都一直相信靜態(tài)宇宙,在1915年,愛因斯坦提出了廣義相對論,并發(fā)表了廣義相對論的核心方程——廣義相對論場方程,愛因斯坦認為,引力是產(chǎn)生時空彎曲的結(jié)果,水星近日點的進動、光線在太陽附近偏折等實驗都證明了廣義相對論的正確性。
這時候他開始嘗試構(gòu)建新的宇宙模型,不過當時很多科學家利用廣義相對論場方程推導發(fā)現(xiàn),我們的宇宙處于膨脹狀態(tài),這讓愛因斯坦感到非常驚訝,愛因斯坦當時也受到了前人的影響,認為宇宙就是靜態(tài)的,為了解決這個問題,他在場方程中加入了宇宙常數(shù),這時候就得到了一個靜態(tài)無邊的宇宙模型,雖然愛因斯坦解決了宇宙模型問題,但是他對宇宙常數(shù)并不太滿意,因為這個常數(shù)破壞了廣義相對論場方程的完美性,然而就在這個時候,愛德溫.哈勃發(fā)現(xiàn)了宇宙膨脹現(xiàn)象,這個理論徹底推翻了愛因斯坦的靜態(tài)宇宙模型。這個理論提出之后,很多科學家紛紛對星系進行了觀測,最終發(fā)現(xiàn)愛德溫.哈勃的理論是對的。
這個理論不僅僅讓人類對宇宙有了新的認知,而且也讓科學家感到非常絕望,因為如果我們的宇宙一直膨脹下去,那么我們可能永遠都無法找到宇宙的邊緣,而且科學家發(fā)現(xiàn),目前宇宙中百分之94的星系都已經(jīng)和我們失聯(lián)了,我們看到的星系其實都是他們之前的樣子,為什么這么說呢?這是因為光在宇宙中傳播的速度是有限的,光速大約是每秒30萬光年,所以無論光源距離我們有多遠,它發(fā)出的光傳播到地球上都需要一定的時間,這個時間的長短取決于距離,光源的距離越遠,光傳播的時間就越長,比如說月球距離地球有38萬千米,月球反射出太陽光需要在空間中傳播1.3秒才能夠到達地球。
所以我們看到的月球其實是1.3秒之前的月球,不過1.3秒對于我們來說可以忽略不計,同樣的道理,太陽距離地球之間的距離很遠,光從太陽的表面飛到地球需要8分鐘左右的時間,所以我們現(xiàn)在看到的太陽光其實是8分鐘之前離開太陽的光子,而這些僅僅還屬于太陽系內(nèi),比如距離我們100億光年的遙遠星系,它所發(fā)出的光傳播到地球上需要100億年的時間,所以我們看到它時,已經(jīng)過去了100億年之久,它現(xiàn)在是什么樣子?科學家也不知道,可能這顆恒星已經(jīng)死亡了,我們想要看到它死亡時的景象,需要等100億年之久,按照這個理論來看,宇宙中大部分星系都已經(jīng)和我們失去了聯(lián)系。
即使宇宙中的其它星系當中存在外星生命,那么我們也無法接收到它們傳來的信息,而它們也接收不到我們發(fā)出去的信息,因為信息的傳播速度也是有限的,根據(jù)科學家的研究得出,目前人類能夠觀測到的宇宙直徑大約是930億光年,而這并不是宇宙的全部范圍,宇宙或許比我們想象的還要大,在可觀測宇宙內(nèi)的2萬億個星系中,其中至少有1.8萬億個星系已經(jīng)和我們沒有關(guān)系了,宇宙超光速的膨脹就像是一個牢籠一樣,將不同的星系分割開來,每一個星系中的文明都無法相互聯(lián)系,曾經(jīng)科學家為了能夠探索太陽系之外的奧秘,科學家向太陽系外發(fā)射了旅行者1號和2號探測器。
科學家發(fā)射這兩個探測器的目的就是讓它們飛出太陽系,探索太陽系之外的生命,當時科學家還在這兩個探測器上面安裝了金唱片,這個金唱片上面刻錄了地球的位置,人類的聲音、大自然的聲音、動物的聲音等等,科學家認為,如果這兩個探測器能夠飛出太陽系,正好被外星人捕捉到的話,那么外星人或許能夠根據(jù)上面的信息找到地球的位置,當時有很多科學家認為,這個金唱片可能會給人類帶來不必要的麻煩,不過現(xiàn)在看來是我們想多了,因為按照旅行者1號和2號的飛行速度,它們根本無法飛出太陽系,科學家經(jīng)過計算得出,想要完全飛出太陽系,至少需要上萬年的時間。
這個時間對于人類來說太漫長了,所以人類根本無法飛出太陽系,看到這里,可能很多人會說,人類可以提高自己的飛行速度,這樣我們就能夠飛到其它星系了,雖然這個說法是對的,但是根據(jù)愛因斯坦的理論,任何有質(zhì)量的物質(zhì)它的飛行速度都不可能超過光速,也不可能達到光速,這就意味著人類最快的飛行速度只能夠無限的接近光速,我們可以試想一下,光速在宇宙中都顯得很慢,而人類的飛行速度無法達到光速,也不可能超越光速,這就意味著人類可能永遠都無法找到宇宙的邊緣,而且人類想要找到銀河系之外的文明,幾乎是不可能的,目前銀河系的直徑達到了20萬光年,而銀河系的范圍還在不斷的擴大,未來隨著宇宙不斷的膨脹,銀河系的范圍會變得更大。
人類想要飛出太陽系,探索宇宙中其它的文明簡直比登天還難,或許在浩瀚的宇宙中除了人類文明之外,一定還存在其它的文明,不過每一個文明都因為距離的限制,所以它們之間沒有辦法相互聯(lián)系,這就導致每一個文明都被隔絕開來,想要打破這個現(xiàn)象,只有兩種辦法,要么就是實現(xiàn)超光速飛行,要么就是宇宙不再膨脹,有一些科學家認為,我們的宇宙之所以到現(xiàn)在還在不斷的膨脹當中,就是因為宇宙大爆炸產(chǎn)生的能量并沒有完全消耗完,如果有一天宇宙大爆炸產(chǎn)生的能量完全消耗完,那么宇宙就會停止膨脹,這時候我們或許就能夠找到宇宙中的其它文明,如果說宇宙一直膨脹下去,那么人類就會永遠的孤獨下去。