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不断发现更大的宇宙

事实证明,我们所说的可观察的宇宙——我们宇宙视界可见的部分,又“最后的边疆”——已经比90年代中期的哈勃深场图像(是一张由哈勃空间望远镜所拍摄的小区域夜空影像。拍摄位置在大熊座,影像的范围仅144弧秒,等于是100米外的一颗网球。由于拍摄目标太暗淡,整张影像由342次曝光叠加而成,拍摄时间是1995年12月18日至12月28日。)所计算的1000亿到2000亿个星系扩大了至少十倍。

通过使用哈勃太空望远镜和其他渠道拍摄的大量深空图中收集的数据,一个由英国诺丁汉大学的Christopher Conselice教授领导的国际专家小组制作出已知宇宙的3D地图。而现有的太空望远镜还无法观察到的宇宙的部分则利用数学模型进行计算。这也表示,大约90%的星系都离我们太远,遥远而微弱的光芒使得我们无法看清,这也让这些观测数字和地图的意义更为重要。

地图尽可能地准确地重现了最早到130亿年以前的不同时期的宇宙的历史状态。通过地图可以知道,当宇宙比现在年轻几十亿年时,她每单位的容纳量比现在多10个星系。十亿年过去了,星系的数量不断下降(但是体积不断上升)。“这向我们证明了宇宙所谓的自上而下的结构。” Conselice教授说明。

这有助于回答奥伯斯佯谬——为什么虽然有满天星辰,夜晚的天空却依旧黑暗(1826年,德国天文学家H.W.M.奥伯斯指出,一个静止、均匀、无限的宇宙模型会导致如下结论:黑夜与白天一样亮。但实际上夜空却是黑的。理论同观测的这种矛盾称为奥伯斯佯谬。采用天体之间有吸光物质、天体寿命有限或天体有演化、引力常数随距离而变化等都难以解决奥伯斯佯谬。在现代的膨胀宇宙模型里,奥伯斯佯谬不存在。这个矛盾是从观测和理论相联系的角度考虑宇宙的大尺度性质时提出来的。它标志著科学的宇宙学的萌芽。)数十亿计的星系难以被肉眼看到的原因是光的红移(指物体的电磁辐射由于某种原因波长增加的现象,在可见光波段,表现为光谱的谱线朝红端移动了一段距离,即波长变长、频率降低。)、宇宙的动态性质和星际尘埃与气体对光的吸收。这也使得夜晚的天空大部分是黑暗的——使得夜空保持几近黑暗的颜色。

更大的探寻生命的空间

“宇宙中超过90%的星系都尚待研究,这真是难以置信。谁知道接下来我们将会用下一代的望远镜观测到这些星系的什么有趣的属性呢。”Conselice教授就新成果的深远影响说道。

在未来,从2018年的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST,由美国宇航局、欧洲宇航局和加拿大航天局联合研发的红外线测用太空望远镜项目)开始,随着越来越先进的太空望远镜的发展,将会帮助人们更为清晰地对宇宙进行观测。谁又知道什么仍然潜伏在那不断扩展的“最后的边疆”里面呢。

在任何情况下,一个更大的已知宇宙意味着一个适宜寻找可能的外星生命的更大的空间。那么,还有什么理由不继续探寻呢?每一次我们以为我们对宇宙有了更好地理解,宇宙总是给我们带来更多的惊喜。

作者:Sarah MarquartDom Galeon

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翻译:达沃斯博客翻译小组——胡静璇

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