最新的《宇宙地图》告诉你,人类所处的宇宙位置在这里!
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1 已知的宇宙最大结构
1969年7月21日,美国人阿姆斯特丹搭乘阿波罗11号飞行器,成为了第一个登上月球的人。
他在月球表面上走了几步之后,说出了那句经典的话:“这是我的一小步,却是人类文明的一大步。”
从那之后,在通往研究浩瀚宇宙的道路上,人类就像打开了一扇新的大门。
科学家开始极力探寻宇宙中存在的各种物质,以及它们分别在宇宙中的位置,通过观察、推测然后证实等这一系列行为,逐渐地把宇宙地图绘制得越来越精细,慢慢地形成一张更加辽阔的宇宙地图。
就像我们的地球地图一样,宇宙地图也分为不同区域结构,每个区域结构都有属于自己的名称,比如地球是处在银河系中,而银河系属于室女星系团中上千个星系中的一个。
不过,室女星系团并不是最大的宇宙结构,她的上一级是拉尼亚凯亚超星系团。
在2014年9月4日,夏威夷大学的布伦特·塔利和法国里昂第一大学的海伦·库尔图瓦所领导的团队,在《自然》期刊上发表了一种通过星系的视向速度来定义超星系团的新方法,由此定义了“拉尼亚凯亚”。
引用海伦在她的著作《宇宙地图》中的一句话:“迄今为止,拉尼亚凯亚超星系团是我们已知的、人类所处的最大的宇宙结构。”
海伦·库尔图瓦是国际知名法国天文学家,里昂第一大学教授、副校长,法国大学研究院院士,荣获过学术界棕榈叶勋章。
2017年,海伦被《名利场》杂志评选为全球50位最具影响力的法国人物之一。
在她的著作《宇宙地图》中,不仅讲述了她和她的团队是如何去探索宇宙,并且绘制出近邻宇宙图的成果,其中还糅杂了一些天文学知识和很多生动有趣的故事。
作为一名杰出的天文学家,书中也提及到她在天文学研究中遇到的成功、困难和绝境。另外本书中还记载了许多杰出女性天体物理学家的小传,给我们这些想了解天文科学家工作内容的爱好者们,提供了大量宝贵的资料。
2 我们在宇宙中的位置
很多对天文学感兴趣的人,其实都有一个共同的疑问,那就是:“我们身处的地球,在宇宙中到底处于哪个位置?”
这就像我们在和不熟悉的人交谈时,通常都会问到的一个问题:“你老家是哪里的?”
那地球在浩瀚的宇宙中,到底处于哪个位置呢?
这个位置,应该是这样的:
拉尼凯亚超星系团>室女星系团>银河系>太阳系>地月系
在这里,地月系指地球与月球构成的天体系统。
我们知道,地球是太阳系八大行星之一,是太阳系中由内及外的第三颗行星。
在太阳系中,它也是直径、质量和密度最大的类地行星,而且是宇宙中人类已知唯一存在生命的天体,距离太阳约1.5亿千米。
而太阳是一颗质量中等的恒星,恒星是一个气体团,它中心产生的核聚变反应使得恒星温度极高。
受到引力作用的影响,恒星周围环绕着许多行星,它们体积很小并且温度相对较低,并且不能自己发光。
所以太阳能够发光发热,而围绕着太阳公转的行星——地球则没有办法。
此外,还有体积更小的卫星环绕着行星运行,比如月球,它是地球唯一的天然卫星。
太阳系在银河系中其实非常渺小,类似于太阳的恒星,在银河系中就有1500亿至4000亿颗,虽然并不是每一个恒星都有行星系统,但是这么多的恒星都在围绕着银河系旋转。
银河系在已知的宇宙中,其实已经属于比较大的星系了,它和附近的仙女座星系群组成了本星系群,规模非常庞大,整个本星系群的直径有一千万光年,而这却只属于超星系团中的一小部分。
在这个超星系团中,因为室女座星系团处于中心位置,所以被命名为室女座超星系团,整个超星系团的直径已经达到了一亿光年。
而银河系的位置,其实比较接近本超星系团的边缘,属于整个集团的外围成员。
不过,室女座超星系团也只是拉尼亚凯亚超星系统的一部分。在拉尼亚凯亚,至少有10万个星系存在,比如除了本超星系团,还有孔雀-印第安超星系团、长蛇-半人马座超星系团等。
所以,在浩瀚的宇宙中,我们所处的地球,其实是非常渺小的。
不过,一想到在渺小的地球上生活着的人类,能够凭借着自己的知识、智慧和能力,通过发展迅猛的科学技术,绘制出浩瀚的宇宙全景图,却不免让人觉得叹为观止。
引用《沙丘》中的一句话来说:“人类每次正视自己的渺小,都是自身的一次巨大进步。”
3 不断追寻科学的道路
很多人不明白,科学家到底是干什么的。
其实科学家是以实验和观察来检验理论,发展通过检验的理论,摈弃没有通过检验的理论,以证据为指引,最终形成新的理论或者逐渐完善已有的知识体系。
比如,在哥白尼提出“日心说”之前,“地心说”才是当时社会认定的真理。
地心说承认地球是圆形的,并把行星从恒星中区别出来,着眼于探索和揭示行星的运动规律。从这一部分来说,“地心说”标志着人类对宇宙认识的一大进步。
可是,1543年波兰天文学家哥白尼却在发表的《天体运行论》中提出“日心说”宇宙模型。虽然当时最著名的支持者乔尔丹诺·布鲁诺甚至因为一生坚持支持哥白尼日心说,并且发展了“宇宙无限说”,但是事实上,直到1609年伽利略使用天文望远镜发现了一些可以支持日心说的新的天文现象后,日心说才得以被证实与接受。
当然,后来科学家也证实了日心说也是一种错误的学说,但是起码引起了人类对宇宙的认识的巨大变革和思想变革。
18世纪中期,德国哲学家伊曼努尔·康德提出了“宇宙岛”的概念,他的支持者德裔英国天文学家卡罗琳和威廉·赫谢尔兄妹二人就绘制了银河系的最初草图,但是他们把太阳放置在银河系的中央,最终这张图稿被证实是错误的,因为后来科学家证实太阳实际上位于银河系的外围。
科学的道路总是坎坷的,总是不断有新的观点和理论被提出,同时,也会有不少观点和理论被推翻,但是科学家们总是乐此不疲地,只为了追寻“真理”,一直不断地开拓新地图,探索未知的前方。
因为,你无法知道到底哪个时候真理就会出现在你身边。
就像我们的作者海伦·库尔图瓦,她和她的团队夜以继日地进行了持续数年的测量,甚至每天工作将近20个小时,最终发现了被誉为星系的分水岭的“拉尼亚凯亚”超星系团。
在那几千个日夜中,谁也无法确定目前的工作持续下去是否会得到一个“重大”的发现,但是他们仍旧日日复日日,夜夜复夜夜地重复一些枯燥繁重的数据测量和收集,也许是坚定的信念,是对于科学的执着和追求,才有了“拉尼亚凯亚”这一名称的诞生。
《宇宙地图》这本书,其实更多的是讲述了发现和绘制宇宙地图的过程,在这个过程中作者和其团队有过不少曲折、困难,但是伴随着一次次新发现和成就,最终取得了巨大的成功。
通过海伦·库尔图瓦教授笔下的文字,读者可以见证现代科技的迅猛发展,以及人类对未知宇宙不断探索与追寻的精神。