请问大家帮我查一下可观测宇宙中存多少个像太阳的恒星？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-07-28 02:17 标签： 根本就没有宇宙

（2） 下列关于“太阳系中至今为止只发现地球上存在生命”的条件叙述,不正确的是(   )

A . 太阳系中地球有稳定的光照和安全的宇宙环境 B . 地球自转周期适中,所以地球上有适宜的昼夜温差 C . 地球与太阳的距离适中,产生适合生命生存的大气 D . 地球与太阳的距离适中,所以地球上有适宜的温度

大家好，我是中科院国家天文台的王汇娟，今天，让我们一起来探访可观测宇宙！

晴朗的夜晚，在灯光比较少的乡村或野外，抬头便可看到满天繁星。如果相机拍摄的星空美得如同压成书签的花瓣，那真实的星空就如同一朵正在盛开的花，有着深邃的空间和生命力。此时我们常会情不自禁地感受到自己往日的烦恼是如此微不足道，内心会在星空下忽然平静。然而，此时我们却只是窥见了宇宙的一角。

图1. 星空 (摄影：于海童)

很多人认为宇宙就是无边无际的空间，实际上宇宙并不仅是空间的概念。距今1800多年我国古籍中已给出了今天看来依然比较准确的定义，即“四方上下曰宇，往古来今曰宙”。“宇”是无边无际的空间，“宙”是有始无终的时间。随着物理学的发展，在大约100年前，人类发现空间、时间、物质和能量之间有着密不可分的关系，因此宇宙更准确的定义是空间、时间、物质和能量的总和。

宇宙从何而来？现在比较广泛被接受的是由美国物理学家伽莫夫于1948年提出的大爆炸理论。这个理论认为宇宙开始于一个质量无限大、体积无限小的奇点，之后经过几个阶段，形成我们现在的宇宙，并在继续加速膨胀。

图2. 宇宙大爆炸（图片来源：NASA/Cherkash，稍作修改）

可观测宇宙是我们通过电磁波和引力波等方式能探测到的宇宙范围，是一个以探测者为中心的球形区域内的宇宙。基于爱因斯坦广义相对论，宇宙中最快的速度是真空中的光速。基于大爆炸理论和目前测得的宇宙参数值，宇宙的年龄约为138亿年[1]。因此，地面和空间望远镜能接收到的光最早来自约138亿年前。如果考虑到这138亿年间宇宙的膨胀，基于天文学家计算，我们接收到的这束光的光源已距我们约470亿光年[2]

图3. 可观测宇宙模拟图。中心为银河系所在的室女座超星系团，图中的白点表示超星系团。（图片来源：Andrew Z. Colvin，稍作修改）

图4. 可观测宇宙的对数示意图，已标示出一些著名天体（图片来源：Pablo Carlos Budassi，稍作修改）

在宇宙早期高温高压的环境中，光子受到电离状态的质子和电子的阻拦而无法有效向外传播，直到大爆炸后38万年左右，宇宙冷却到质子和电子大量结合在一起，光子才比较畅通地向各处传播，形成了现在的几乎均匀分布于各个方向，只有很小温度起伏的宇宙微波背景辐射（CMB）（见图5）。这一辐射的峰值温度约为-270℃，位于微波波段，因此称为宇宙微波背景辐射。

图5. 欧洲航空局（ESA）的Planck卫星观测到的宇宙微波背景温度、平滑后的温度、偏振情况。温度起伏只有十万分之一。（图片来源：ESA/Planck合作团队）

基于Planck卫星观测结果，天文学家发现宇宙由68.3%的暗能量、26.8%的暗物质和4.9%的恒星和星系等普通物质组成（见图6）。

图6. 基于Planck卫星观测数据得到的宇宙组成情况。（图片来源：ESA/Planck 合作团队，稍作修改）

夜空中全黑的区域里有什么？

在理想条件下，我们夜间裸眼能看到全天约6000多颗亮于6.5星等的天体，这些天体散布在黑色的天幕上。人们借助望远镜观测裸眼看上去全黑的天区，发现那里隐藏着一些看起来更暗弱的天体，且随着望远镜口径的增大，人们探测到了隐藏在小望远镜视场中黑暗区域中的更暗弱的天体。这些天体虽然看上去暗弱，但研究表明，它们大部分是质量在千亿颗太阳质量的星系和类星体。不过，即使用目前地球上最大的10米口径光学望远镜去观察夜空，并且进行长时间曝光叠加，依然有一些区域中并未探测到任何天体。那些夜空中最黑暗的区域真的什么都没有么？还是存在更暗弱、更遥远的天体呢？

要回答这个问题，目前地球上的光学设备已无用武之地。这是因为：地球的大气层因辉光和散射等会有一定亮度，来自非常暗弱的天体的辐射会淹没在夜间天光背景中而无法分辨。天文学家使用哈勃太空望远镜对这样一片全黑区域进行了长达100多天的观测，累积曝光时间达约11天。当这些数据被叠加到一起时，就得到了图7这幅哈勃超级深场图。这幅图中，除了几颗来自银河系的前景恒星以外，其他都为遥远的星系和类星体。从这幅图我们能看到宇宙很久以前的样子。相当于我们做了一次时空穿越。

图7. 哈勃超级深场图。左下角红色小方块为此图视场大小与月面的比较。（图片来源：NASA/ESA）

迄今发现的最遥远星系是位于大熊座的红移约为11.1的不规则星系GN-z11[5]（见图8）。它的大小只有银河系的1/25，质量也只是银河系的1%，形成恒星的速度却是银河系的20倍。我们看到的是它约134亿年前的样子，对应宇宙大爆炸后4亿年。如果如今的宇宙是一位百岁老人，那当宇宙还是一位3岁稚童的时候GN-z11就已经存在了。

蓝天是一幅层次最丰富的画卷，夜空中的全黑区域可能是宇宙中最深邃的深渊，那里藏着我们诞生以来最基本的好奇和答案。

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　　少年得到课程：少年宇宙课完结版。
　　宇宙是所有空间和时间和它们的内容，包括行星，恒星，星系，和所有其他形式的物质和能量。尽管整个宇宙的空间大小未知，却可以测量可观测宇宙的大小，目前估计其直径为930亿光年。在各种多元假设中，宇宙是许多因果关系之一一个不完整的大型多重宇宙的组成部分，其本身包括所有时空及其内容；因此，“宇宙”和“多重宇宙”在这些理论中是同义词。
　　宇宙的最早宇宙学模型是由古希腊和印度哲学家开发的，并且是地心说的，将地球置于中心。千百年来，更精确的天文观测导致哥白尼发展的日心说模型与太阳的中心太阳系。在开发万有引力定律，牛顿建立在哥白尼的工作以及开普勒的行星运动定律和第谷布拉赫的观察。
　　进一步的观测改进使人们认识到，太阳是银河系中数千亿颗恒星之一，而银河系是宇宙中至少数千亿个星系之一。我们银河系中的许多恒星都有行星。在最大尺度上，星系在所有方向上均一且相同地分布，这意味着宇宙既没有边也没有中心。在较小的尺度上，星系分布在簇和超团簇中，它们在空间中形成巨大的细丝和空隙，形成了巨大的泡沫状结构。20世纪初期的发现表明，宇宙是一个开端，自那时以来，空间一直在扩展，并且目前仍在以不断扩大的速度扩展。
　　发刊词：像物理学家一样思考问题.m4a
　　01.黑洞到底是不是一个洞？.m4a
　　02.逃出黑洞的终极大招是什么？.m4a
　　03.地球和小磁铁，谁力气大？.m4a
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