基础与宇宙距离阶梯

宇宙尺度

我们日常对距离的感觉,是为米和千米量身打造的——一段步行、一趟开车、一次飞行。宇宙比这庞大得太多,以至普通直觉干脆失灵。宇宙尺度,既是一种观念,也是一门功夫:去把握宇宙究竟有多浩瀚——一座城与一颗行星相比,一颗行星与一颗恒星相比,一颗恒星与一个星系相比,一个星系又与整个可观测宇宙相比。

走一遍这些尺度,能把那道鸿沟变得具体。地球直径约12,700千米。太阳在1.5×10^8千米(约8光分)之外,所以它的光要走八分钟才到你眼前。太阳之外最近的恒星约在4光年外——是日地距离的二十多万倍。我们的银河系直径约10万光年,拥有数千亿颗恒星;最近的大星系仙女座星系在250万光年外;而可观测宇宙在每个方向上延伸约460亿光年。每往上一步都是上千或上百万倍的跳跃,这正是天文学家用数量级、而非平铺直叙的数字来思考的原因。

宇宙尺度之所以重要,是因为它逼出了这一领域其余部分赖以建立的特殊工具。千米对恒星毫无用处,于是我们发明了光年和秒差距。距离无法用卷尺去量,于是我们搭起一架由层层叠合的方法构成的宇宙距离阶梯。又因为光要花时间跨越这般鸿沟,望向远方就意味着望向过去——这个推论,只有当尺度之巨真正沉淀进心里时,才说得通。

把太阳缩成一颗弹珠。在这个比例下,地球是约1米外的一粒沙,海王星在30米外,而下一颗最近的恒星是另一颗弹珠,约在280千米之外——隔着整整一国的空旷。宇宙绝大部分是空无。

比例模型揭示空间有多空——以及恒星为何看上去只是光点。

太阳系的示意图几乎从不按比例绘制;若行星画成正确大小,它们将是看不见的微点,纸面大部分会是空白。比例常常为了可见性而被牺牲。

又称
the scale of the universe宇宙的大小尺度宇宙的大小尺度