总星系——人类观测所及的“我们的宇宙” 可观测宇宙半径

总星系——人类观测所及的“我们的宇宙”




“总星系”一词出现于20世纪30年代。原意是说,总星系是一个比星系更高一级的天体层次系统,它的尺度可能小于、等于或大于观测所及的宇宙部分。其含义并不十分准确,因为至今对宇宙和总星系的关系还没有弄清楚。各有各的说法,各有各的见解。

人们在认识宇宙的过程中,在某一特定阶段,无论是在深度还是在广度上,都是有限的。随着认识的层层深入,宇宙的空间尺度会越来越大,时间尺度也会越来越明确。我们通常所说的总星系,可以理解为用现有的观测手段和方法,所能被观测和探测到的宇宙空间全部范围,也可以称之为“我们的宇宙”。

目前,人类的视野扩展到100多亿光年开外,按照大爆炸学说宇宙起源于150亿年前(一说137亿年前),这也就是我们所处的认识阶段总星系的时间尺度。通过星系计数和微波背景辐射测量,表明总星系的物质和运动分布,以及星系团的空间分布,是均匀的和各向同性的,不存在任何特殊的位置和方向。多数科学家认为,星系的谱线红移是多普勒红移,类星体的红移属于宇宙线红移,这表明总星系在均匀膨胀。

总星系可见物质中,最丰富的元素是氢,占总质量的70%左右,其次是氦,约占30%,其他重元素极少。至于平均密度究竟是多少,还难以确定,因为星系、恒星等等发光物质的总质量不难算出,问题是不知道究竟有多少暗物质,以及在起着“权衡”作用的匪夷所思的暗能量!近年,一些科学家宣称测出了暗能量、暗物质和可见物质的比值,但更多人还有异议。

还有一些观点认为,宇宙不只有一个,现在的总星系,即“我们的宇宙”是由更高层次系统坍缩后而形成的。在“我们的宇宙”之外,是否还存在“平行宇宙”、“反宇宙”?以及若干个“子宇宙”、“孙宇宙”?

大爆炸宇宙学解释了空间元素丰度、微波背景辐射、红移等观测事实。另一种观点则认为,现今的总星系不是“大爆炸”而是“大反弹”形成的,但这种观点并不能解释微波背景辐射难题。

用多普勒效应解释星系谱线红移,说明星系有极大逃逸速度,意味着总星系在不断地膨胀和扩大。总星系半径究竟多大,有100多亿、200多亿光年等之说,还需要进一步探索。其结构、演化是宇宙学研究中的基本问题之一。

在科学一定会更加昌明的“明天”,不要因新的发现和新的认识而吃惊。我们的前辈就曾经认为太阳系、银河系就是宇宙的全部。

不要嘲笑我们的前辈,就像后人也会嘲笑我们今天的无知。

说明:现在比星系更高的层次系统,已证实有星系团、超星系团、宇宙长城。



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