宇宙 究竟有多大?

文/山羊  |2025.06.13
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圖/BOB

文/山羊 

有人這樣比喻:我們的太陽系像是由太陽這位「家長」,跟圍繞它跑的行星,及所有其他天體的「子孫」,組成的一個小家庭所居住的「一間小房子」。

銀河系則像漂浮在宇宙當中的一座城市,我們這間小房子只是這座城市裡,無以計數的大、小房子中其中一間而已。

光秒光年 天文單位



至於整個宇宙,則宛如一個無邊無際的巨大氣球或泡泡,裡面裝滿數不盡的星星城市(galaxy),即類似銀河系的星系,以及居住在各個星系裡,類似我們太陽系這樣的家庭。不過這樣的比喻還是無法讓小明對宇宙大小產生很明確的概念。

所以,可能還是得從我們居住的地球談起,一步一步幫大家理解太陽系、銀河以及宇宙的大小。

談到太陽系、銀河與宇宙大小之前,得先說一下光秒(light-second)、光年(light-year)與天文單位(AU),這3個天文學中常用的長度單位。

1光秒是光1秒所走的距離,約30萬公里。先前講過,太陽與地球相距1AU(約1.5億公里),以光每秒30萬公里的速度,陽光約需8分20秒才能抵達地球。換句話說,太陽與地球距離是500光秒。最遠的行星,也就是30AU(約45億公里)外的海王星,陽光抵達則需4小時左右。

至於冥王星所處的位置,即太陽系邊緣那一圈冰凍的小天體集合而成的古柏帶,則可以繼續向外延伸到50AU,即約75億公里。

即使已那麼遙遠,古柏帶還不是太陽系的盡頭。有些天文學家根據太陽風,在太空中向外吹送所形成的太陽圈(Heliopause),也稱為太陽風層頂的距離,也就以太陽磁場影響的範圍來推測,這裡約距太陽有120AU左右。

更多天文學家則認為,應該以太陽的引力範圍來定義太陽系大小。也就是說,能夠繞太陽運轉的所有天體,都應被視為太陽系的一部分。

如此一來,圍繞著太陽,稱為歐特雲(Oort cloud)的球形冰凍天體雲團,才是太陽系的最邊緣。這個被認為是彗星不時進入太陽系的起源地,距離太陽已達10萬AU(約15兆公里)。

也就是說,太陽系直徑可能是20萬AU(將近3.2光年),夠大吧!

銀河宇宙 小巫大巫



誰知跟銀河系比起來,太陽系還是渺小的可以。在這裡,我們得用光年這個專門測量深長距離的單位來了解天體之間的巨大距離。

1光年代表光在1年傳播的距離,約9.5兆公里。科學家估算,我們的太陽距離銀河系的中心約3萬光年!

比對太陽系直徑只有近3.2光年,你說這3萬光年的距離嚇不嚇人!

這還不打緊,科學家說這浩瀚的銀河系直徑至少有10萬光年,含有超過2000億顆,甚至可能達4000億顆之多的恆星,每顆星星也可能都有自己的行星系統。

但是跟全宇宙比起來,銀河系依舊是小巫見大巫。天文物理學家李維歐(Mario Livio)說,儘管不同專家估計的有所不同,但多數都能接受的是,宇宙總共包含1000億到2000億個星系。目前為止,我們所能看到的宇宙,即「可觀測宇宙」(observable Universe)的直徑為930億光年,而且像一直在灌氣的氣球一樣,還持續在膨脹當中。

更驚人的是,整個宇宙很有可能比可觀測宇宙還要大上250倍,或者直徑至少是7兆光年!

專家認為,宇宙才誕生138億年,也許會永遠存在。但以人類現在的知識與科技而言,我們要回答宇宙是否會終結的問題,其實還有一段相當遙遠的路要走。

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