宇宙的規(guī)模到底有多大？這張來(lái)自深空的照片，刷新人類(lèi)認(rèn)知

宇宙的規(guī)模：哈勃望遠(yuǎn)鏡揭示的深空照片

宇宙，是人類(lèi)長(zhǎng)期以來(lái)最為神秘、也最為令人向往的領(lǐng)域之一。盡管科學(xué)家們?cè)谶^(guò)去深入研究了太陽(yáng)系、可觀測(cè)宇宙與暗物質(zhì)，但是對(duì)于宇宙本身的規(guī)模，卻長(zhǎng)期以來(lái)一直沒(méi)有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)。究其原因，在于地球大氣層的嚴(yán)重干擾阻礙了人類(lèi)對(duì)宇宙深處的觀測(cè)能力。因此，科學(xué)家們研制出了各種先進(jìn)的望遠(yuǎn)鏡，其中頗具盛名的哈勃望遠(yuǎn)鏡就是其中之一。在1990年4月24日發(fā)射升空后的30多年時(shí)間里，哈勃望遠(yuǎn)鏡以100余萬(wàn)次的觀測(cè)次數(shù)，為我們揭示了豐富的宇宙信息。2003年9月23日，哈勃望遠(yuǎn)鏡完成了一項(xiàng)非常重要的觀測(cè)任務(wù)——在“天爐座”方向的一個(gè)非常小的天區(qū)內(nèi)，長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)以確定存在多少個(gè)星系。這項(xiàng)工作花費(fèi)了長(zhǎng)達(dá)11.3天的時(shí)間，并用新安裝的第三代廣角相機(jī)（WFC3）及紅外相機(jī)（IRCamera）進(jìn)行了大約800次曝光，最終呈現(xiàn)出了一張黑暗而神秘的深空照片——哈勃超級(jí)深場(chǎng)（HUDF）。在這張照片中，數(shù)不清的星系在黑暗的深空中閃爍著讓人驚嘆的光芒，揭示了宇宙浩瀚無(wú)垠的規(guī)模。

深入解讀：哈勃望遠(yuǎn)鏡揭示的“宇宙浩瀚”

1、觀測(cè)成果：超過(guò)1萬(wàn)個(gè)星系的數(shù)量、40億倍暗淡的亮度

哈勃超級(jí)深場(chǎng)是一張來(lái)自宇宙深處的照片，其中囊括了截至目前為止人類(lèi)觀測(cè)到的最深、最遙遠(yuǎn)的星系群。在哈勃望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)下，這張照片涵蓋的天區(qū)非常小，只有3平方角秒，不足滿月在天空中所占的范圍。這個(gè)天區(qū)被認(rèn)為是最遙遠(yuǎn)、最空曠的宇宙角落之一，因此它也被選中作為哈勃望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)目標(biāo)。哈勃望遠(yuǎn)鏡從2003年9月23日開(kāi)始執(zhí)行觀測(cè)任務(wù)，歷時(shí)長(zhǎng)達(dá)11.3天的時(shí)間，完成了11.6個(gè)太陽(yáng)周期的任務(wù)。

在這次觀測(cè)中，哈勃望遠(yuǎn)鏡共進(jìn)行了800余次曝光，曝光總時(shí)間達(dá)97.6萬(wàn)秒。通過(guò)這些長(zhǎng)時(shí)間的曝光，哈勃望遠(yuǎn)鏡捕捉到了超過(guò)1萬(wàn)個(gè)星系，也就是所謂“宇宙觀測(cè)史上最深、最遙遠(yuǎn)的瞬間”。

這些星系分布在哈勃超級(jí)深場(chǎng)的微小區(qū)域中，其中絕大部分的亮度比我們?nèi)庋鬯�能觀測(cè)到的最暗天體還要暗淡10億倍，最暗的星系所達(dá)到的暗淡程度，甚至超出了40億倍。對(duì)于如此之深的觀測(cè)，哈勃望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示，觀測(cè)到的星系約140億年前誕生。

2、恒星數(shù)量：哈勃超級(jí)深場(chǎng)中存在的10萬(wàn)億顆恒星

在哈勃超級(jí)深場(chǎng)的微小天區(qū)中，哈勃望遠(yuǎn)鏡測(cè)量到的星系數(shù)量達(dá)到1萬(wàn)個(gè)以上。這些星系中絕大多數(shù)擁有大量的恒星，此次觀測(cè)成果表明，哈勃超級(jí)深場(chǎng)中存在的恒星數(shù)量達(dá)到10萬(wàn)億顆。實(shí)際上，這個(gè)數(shù)字仍然是一個(gè)很保守的估計(jì)。因?yàn)橛钪嬷泻芏嘈窍档暮阈菙?shù)量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)10億顆，這意味著哈勃超級(jí)深場(chǎng)中存在的恒星更可能總量巨大。

以我們所在的銀河系為例，該星系所擁有的恒星數(shù)量就超過(guò)了2000億至4000億顆。而距離我們較近的仙女座星系，則擁有高達(dá)1萬(wàn)億顆的恒星。如果每個(gè)星系恒星數(shù)量都按照10億來(lái)計(jì)算，那么哈勃超級(jí)深場(chǎng)中的10萬(wàn)億顆恒星數(shù)量就意味著宇宙中僅此一個(gè)小天區(qū)上的恒星數(shù)量，可能超過(guò)了1億億顆，宇宙的浩瀚可想而知。

3、觀測(cè)成果意義

哈勃望遠(yuǎn)鏡提供的觀測(cè)數(shù)據(jù)，不僅為我們打開(kāi)了宇宙的一扇窗，同時(shí)也深刻地影響了我們對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)和理解。它讓我們認(rèn)識(shí)到，大自然的規(guī)模之大，遠(yuǎn)超我們想象的范圍。哈勃超級(jí)深場(chǎng)的照片，讓人們更清楚地認(rèn)識(shí)到人類(lèi)所在的地球和太陽(yáng)系在宇宙中的渺小和微不足道。我們的整個(gè)銀河系，乃至人類(lèi)所觀測(cè)到的可見(jiàn)宇宙，只是宇宙這個(gè)龐大的體系中一個(gè)渺小的組成部分而已。

哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝的哈勃超級(jí)深場(chǎng)照片，刷新了人類(lèi)對(duì)宇宙極限的認(rèn)知。它讓我們感受到宇宙的無(wú)垠浩瀚，了解到人類(lèi)在宇宙體系中的渺小和脆弱。哈勃超級(jí)深場(chǎng)的照片，不僅僅是某個(gè)天區(qū)內(nèi)存在大量星系的證實(shí)，更是一扇開(kāi)啟宇宙奧妙與謎團(tuán)的大門(mén)。我們相信，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我們將在更深的宇宙中發(fā)現(xiàn)更多的奇妙現(xiàn)象，揭開(kāi)更多的宇宙秘密。

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