社會上為自己定位,地圖上為家定位,組圖來看地球在宇宙的定位
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齒齒鋸與鋸鋸齒
1/24 45.4億歲的地球是宇宙中獨一無二的星球,獨特的條件造就了人類賴以生存的環境,大部分人都曾在地圖上尋找過家的位置,那麼我們這個“大家”在又是在宇宙什麼位置呢?星際快遞中的地址是不是要標註銀河系-太陽系-地球呢?通過組圖我們來了解地球的位置。圖為1972年12月7日,美國阿波羅17號宇航員在前往月球途中拍攝的地球照片,又稱“藍色彈珠”
2/24 相比海拔高度100公里以上的外太空(國際航空聯合會定義在100公里的高度為卡門線,為現行大氣層和太空的界線定義),海拔100公里以下的大氣層分成對流層、平流層和中間層。而幾乎真空狀態的外太空以等離子態的氫為主,附帶電磁輻射、磁場等其他密度很低的物質。
3/24 離地球最近的月球,與地球中心的平均距離是38.5萬公里,大約是地球半徑的60倍。月球在軌道上以27.323天環繞地球一圈。地月大小的比例為4:1,地月質量的比例為81:1。圖為月球繞行地球的軌道大小和距離的比例。圖片中一個像素寬度對應至實際上500公里的距離。
4/24 地球軌道在天文學上是指地球圍繞著太陽進行運動的軌道,平均半徑約為1.5億公里,這個距離也稱為1天文單位,環繞一週所需時間為365日6小時9分鐘10秒,即天文單位中的一恆星年。圖為日心說。
5/24 以小行星帶(火星和木星中間)為界,包括小行星帶在內的靠近太陽的方向稱為內太陽系,而從木星往柯伊伯帶遠離太陽的方向稱為外太陽系,這個劃分依據的是能讓揮發物質(如水、氨和甲烷等物質)凝聚為固體冰粒的最小距離(由母恆星中心起算),又稱凍結線。圖為太陽系的行星和矮行星。圖中僅大小按比例繪製,距離不依比例。
6/24 柯伊伯帶處於距離太陽40至50天文單位的低傾角軌道上,和離散盤天體構成了海王星外天體 。同小行星帶一樣,柯伊伯帶主要包含小行星和太陽系形成的遺蹟,但是範圍比小行星帶寬20倍。該處過去一直被認為空無一物,是太陽系的盡頭所在。但事實上這裡佈滿了直徑從數公里到上千公里的冰封微行星。以天文學家傑吉拉德·柯伊伯命名。圖為藝術家的概念圖。
7/24 太陽所能支配控制的太空區域稱為太陽圈。太陽圈的邊緣是一個磁性氣狀泡,由太陽\吹\出的太陽風(等離子體)創建和維護著這個磁性氣狀泡,並且抵抗來自銀河系等外面星系的星際物質和滲入的壓力。在2013年9月12日,NASA宣佈旅行者1號已經在2012年8月25日穿過太陽圈進入星際空間,當時距離太陽94天文單位。圖為在太陽圈中的旅行者1號。
8/24 圍繞太陽、主要由冰微行星組成的球體雲團,以提出這一假說的荷蘭天文學家揚·奧爾特命名為奧爾特星雲。可分為:一個半徑為2萬~5萬天文單位(0.32~0.79光年)的球形外層雲團,和一個半徑為2000~2萬天文單位(0.03~0.32光年)的環形內層雲團,內層又稱希爾斯雲。圖為橫軸以地日距離(1天文單位)為基準距離示意圖。
9/24 在正在離開太陽系的探測器中,就算是行進速度最快、距離最遠的旅行者1號,也要在300年後才會到達奧爾特雲,而要穿越它更需要3萬年的時間。目前尚未有人類製造的空間探測器抵達奧爾特雲。圖為奧爾特雲及柯伊伯帶示意圖
10/24 由等離子或宇宙塵的型態累積成的雲氣叫做星際雲,屬於高密度的星際介質。太陽系正運行在約30光年(1光年≈9.46萬億公里)大小的本地星際雲中。這個雲氣的溫度與太陽表面的溫度相似高達6000℃。太陽風和太陽的磁場隔絕了本地星際雲對地球的潛在影響,這種交互作用是NASA的星際邊界探測器測繪太陽系和星際空間邊界的研究對象。圖中Sun為太陽,箭頭為雲氣流動,距離標示為光年。
11/24 跨越範圍至少300光年的本地泡是銀河系獵戶臂內的星際物質中的一個空洞,本星際雲位於本星系泡,除了太陽系之外,還有恆星系半人馬座α、織女星、大角星和北落師門等星系都在此本地泡內。圖為藝術家筆下的本地泡(包含太陽和大犬座β)。
12/24 橫跨3000光年直徑的古爾德帶被懷疑是銀河系的螺旋臂之一,太陽距離旋臂中心約325光年。名稱來自1879年發現它的美國天文學家本傑明·古爾德。 古爾德帶包含了許多星系中的亮星,有仙王座,蠍虎座,英仙座,獵戶座,大犬座,船尾座,船帆座,船底座,南十字座,半人馬座,豺狼座,天蠍座等等,這些星座中的大部分也經過在天空中可見的銀河系。圖為古爾德帶中的天鷹座,距離地球1000光年。
13/24 位於銀河系4條主要螺旋臂中的2條臂之間(人馬臂和英仙臂)的獵戶臂因靠獵戶座而得名。本星系泡內的太陽系和地球都在獵戶臂內,它也被稱為本地臂、本地分支或獵戶分支。太陽距離銀河中心大約8000秒差距(約合2.6萬光年)。獵戶臂包含了26個梅西耶天體,其中20個星團6個星雲。圖為銀河系的構造。
14/24 各種螺旋臂組成的主幹則是我們夜晚看見的銀河系,這個直徑在10萬~18萬光年,包含著約4000億顆恆星的棒旋星系,因為我們在地球上是從盤狀結構的內部向外觀看,所以呈現給我們的是環繞一圈的帶狀結構。強烈的電波源構成的中心被認為可能是個超大質量黑洞,命名為人馬座A*。圖為在智利的帕瑞納天文臺使用魚眼拍攝的銀河系。
15/24 銀河系是由被氣體、塵埃和恆星組成的盤面,環繞著中央的棒狀核心區組成的星系。範圍內的恆星和氣體都以每秒大約220公里的速度在軌道上繞著銀河中心運行。這種恆定的速度違反了開普勒動力學,因而被認為銀河系中有大量不會輻射或吸收電磁輻射的質量。這些質量被稱為暗物質。而在太陽的位置,公轉週期大約是2.4億年。圖為太陽在銀河系中的位置。角度表示銀道座標系中的經度。
16/24 很多星系因為重力的制約而聚集在一起的集團成為星系群,星系群大約由50個星系左右構成。包括地球所處的銀河系與其他星系構成了本星系群,全部星系覆蓋一塊直徑大約1000萬光年的區域。本星系群中兩個質量最大的成員是銀河系與仙女座星系,其質心位於銀河系和仙女座星系之間的某處。圖為本星系群的組成部分。
17/24 科學家預言,在45億年之後,仙女座星系可能會和銀河系發生交互作用,其中的超大質量黑洞將會融為一體,兩個星系將在大約70億年後合併為一個更大的橢圓星系。圖為約37.5億年後兩星系的夜空圖
18/24 而由室女座星系團為中心組成了更為龐大的室女座超星系團,而我們銀河系所在的本星系群位於這個集團的外圍。因此人類給室女座超星系團又稱為本超星系團,直徑1.1億光年的空間內至少有100個星系團與星系群聚集,中心區域距離地球約有6000萬光年,天文界認為本超星系團大約包括4.7萬個星系。而人類目前可觀測宇宙中類似這樣的超星系團約有1000萬個。圖為室女座超星系團的組成部分。
19/24 2014年9月,由夏威夷大學的布倫特·塔利和法國里昂第一大學的海倫·庫爾圖瓦所領導的團發表了一種通過星系的視向速度來定義超星系團的新方法,由此定義了拉尼亞凱亞(夏威夷語意為無盡的天堂)。按照新的定義,以往我們所知的室女座超星系團只是拉尼亞凱亞的一部分而已。圖為五億光年內最近的超星系團的地圖。紅色的圈是拉尼亞凱亞。
20/24 拉尼亞凱亞超星系團內包含約10萬個星系,範圍達到約5.2億光年。幾乎與時鐘座超星系團相同(範圍5.5億光年,最近處離地球7億光年,最遠處離地球12億光年)。包含室女座超星系團(銀河系所在)、長蛇-半人馬座超星系團(拉尼亞凱亞的引力中心)、孔雀-印地安超星系團三個部分。圖為舊版含有銀河系的室女座超星系團位置。\n
21/24 而早在1987年,夏威夷大學的布倫特·塔利確認了雙魚-鯨魚座超星系團複合體的存在,這個複合體大約有60個群集,由雙魚-鯨魚超星系團、包括英仙-雙魚超星系團的英仙-飛馬鏈、飛馬-雙魚鏈、包括玉夫座超星系團和武仙座超星系團的玉夫座長城、拉尼亞凱亞超星系團5個部分組成,範圍大約有10億光年長、1.5億光年寬。圖為以地球為中心,十億光年尺度的宇宙大尺度纖維狀結構。
22/24 圖為藝術家對可觀測宇宙非線性的測量尺度構想,以太陽為中心,朝外是太陽系內行星和外行星,柯伊伯帶,奧爾特雲,南門二,獵戶臂,銀河系,仙女座星系,鄰近星系,宇宙纖維狀結構,宇宙微波輻射以及處在邊緣的不可見的大爆炸等離子體。
23/24 即使宇宙中有外星人,在動輒幾千萬上億光年的距離上,存在的大量暗物質和暗能量與少量電離輻射和反物質也會使外星人無法在人類滅亡之前到達地球。蟲洞只是假說,迄今為止,科學家們還沒有觀察到蟲洞存在的證據。圖為地球在目前人類可觀測到宇宙範圍的位置。
24/24 圖為基於愛因斯坦的廣義相對論的宇宙大爆炸模型框架,從大爆炸形成的宇宙演化圖解,在這幅圖中宇宙以二維呈現,時間以第三維度出現在從左向右的流動方向。WMAP是2001年6月30日美國宇航局的人造衛星——威爾金森微波各向異性探測器,目的是探測宇宙中大爆炸後殘留的輻射熱。
2019-09-04

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