可观测宇宙直径1600亿光年(可观测宇宙有多少光年)
『菜叶网摘要_普朗克|可观测宇宙直径930亿光年,不可观测宇宙呢?』在那以外的宇宙天体,即使发出光线,也无法传播到地球,这就是不可观测宇宙。根据目前的研究,可观测宇宙的半径达到了465亿光年,这已经非常很大了。而外面的不可观测宇宙,还...
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大约138亿年前,在一个奇点中,我们的宇宙诞生了。它通过一种叫做大爆炸的机制形成,和一种名叫暴胀的模式迅速扩大,最后经历了138亿年的岁月,变成了今天的模样。
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(图片说明:宇宙大爆炸的模拟动画)
直到今天,宇宙仍然在膨胀。由于一种名叫暗能量的机制能够产生斥力,使得膨胀过程还在加速,以至于在足够远的位置上,空间的膨胀速度甚至超过了光速。在那以外的宇宙天体,即使发出光线,也无法传播到地球,这就是不可观测宇宙。
根据目前的研究,可观测宇宙的半径达到了465亿光年,这已经非常很大了。而外面的不可观测宇宙,还要更加遥远、更加很大。那么,不可观测宇宙到底有多大呢?
首先,咱们来看看可观测宇宙有多大。这个问题,还要从宇宙大爆炸说起。
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(图片说明:哈勃望远镜拍摄到的遥远宇宙岛团)
根据目前的研究,宇宙大爆炸的一瞬间,我们的宇宙达到了迄今为止最高的温度——普朗克温度,也就是1.4亿亿亿亿摄氏度。在宇宙膨胀的过程中,物质密度逐渐降低,温度也在不断下降。
大约在宇宙大爆炸的38万年后,随着宇宙温度的降低,质子和电子结合在一起。在这个时候,宇宙中的光子才得以自由挪移。这时候光子形成的电磁波,在经历了138亿年后,在红移的作用下,已经被拉长到了微波波段,因此就形成了著名的宇宙微波背景辐射(CMB),它也被称为大爆炸的余晖。
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(图片说明:宇宙微波背景辐射)
今天,CMB成为了科学家们研究早期宇宙的主要工具,其特征和绝对温标2.725K的黑体辐射相同。
我们知道,光的能量与其频率成正比,也就是和波长成反比。这意味着,随着宇宙的膨胀,这些辐射的能量也在降低。当宇宙惟独今天一半大的时候,宇宙初期的光子就具有比现在多一倍的能量。
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(图片说明:2011年的一项研究告诉我们,CMB的温度确实是向来在下降的)
继续这样追溯,当宇宙惟独今天0.092%的尺寸时,它的温度就是今天的1089倍左右,也就是3000K。这就是大爆炸后38万年,亦即宇宙微波背景辐射产生时的状态。超过这个温度,原子就会变成等离子态,导致光无法在宇宙中传播。
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(图片说明:当宇宙温度降低到3000K以下,质子和电子结合,光子才干自由传播,CMB由此产生)