基礎與宇宙距離階梯
宇宙尺度
我們日常對距離的感覺,是為米和千米量身打造的——一段步行、一趟開車、一次飛行。宇宙比這龐大得太多,以至普通直覺乾脆失靈。宇宙尺度,既是一種觀念,也是一門功夫:去把握宇宙究竟有多浩瀚——一座城與一顆行星相比,一顆行星與一顆恆星相比,一顆恆星與一個星系相比,一個星系又與整個可觀測宇宙相比。
走一遍這些尺度,能把那道鴻溝變得具體。地球直徑約12,700千米。太陽在1.5×10^8千米(約8光分)之外,所以它的光要走八分鐘才到你眼前。太陽之外最近的恆星約在4光年外——是日地距離的二十多萬倍。我們的銀河系直徑約10萬光年,擁有數千億顆恆星;最近的大星系仙女座星系在250萬光年外;而可觀測宇宙在每個方向上延伸約460億光年。每往上一步都是上千或上百萬倍的跳躍,這正是天文學家用數量級、而非平鋪直敘的數字來思考的原因。
宇宙尺度之所以重要,是因為它逼出了這一領域其餘部分賴以建立的特殊工具。千米對恆星毫無用處,於是我們發明了光年和秒差距。距離無法用捲尺去量,於是我們搭起一架由層層疊合的方法構成的宇宙距離階梯。又因為光要花時間跨越這般鴻溝,望向遠方就意味著望向過去——這個推論,只有當尺度之巨真正沉澱進心裡時,才說得通。
把太陽縮成一顆彈珠。在這個比例下,地球是約1米外的一粒沙,海王星在30米外,而下一顆最近的恆星是另一顆彈珠,約在280千米之外——隔著整整一國的空曠。宇宙絕大部分是空無。
比例模型揭示空間有多空——以及恆星為何看上去只是光點。
太陽系的示意圖幾乎從不按比例繪製;若行星畫成正確大小,它們將是看不見的微點,紙面大部分會是空白。比例常常為了可見性而被犧牲。
又稱
另見