比哈勃望遠鏡更遠,韋伯公布最遠星系數據,距離地球135億光年

天空之城 2022/07/23 檢舉 我要評論

宇宙中最遠的星系有多遠?

眾所周知,我們的宇宙起源于138.2億年前的大爆炸,時空和物質都是在那一刻才產生的,因此最早一批形成的星系距離地球不會超過138億光年,考慮到早期宇宙的物質密度,最早形成的星系應該也就是135億光年左右的水平。

即宇宙大爆炸3億年后,就是宇宙中第一批星系的誕生時間, 那麼天文學家們現在找到這種原始星系了嗎?

根據NASA的消息,在韋伯望遠鏡首批全彩照片發布一星期后,天文學界從它拍攝到的深空場圖片里,結合引力透鏡現象發現了 「迄今為止最遙遠的星系」,編號為GLASS-z13的它,距離地球足足135億光年。

相較之下哈勃望遠鏡此前拍攝到的GN-Z11星系才距離地球132億光年,不論是從誕生時間還是距離上都比不上韋伯此次發現的GLASS-z13。

除了驚人的距離外,此次新發現的GLASS-z13星系的質量和大小也有點特殊,因為數據顯示它僅有10億倍太陽質量,直徑也才2000光年,完全就是一個袖珍星系,相較之下銀河系的直徑達到了18萬光年,質量是太陽的1000億到4000億倍,可以說是碾壓GLASS-z13。

然而小也有小的道理,在宇宙大爆炸剛結束的幾億年時間里,宇宙中的物質還沒有在引力作用下充分融合, 在早期的宇宙中不論是恒星還是星系,數量都還不多,因此宇宙大爆炸后由眾多第一代恒星組成的星系們體積和質量都不大,也就不足為奇了。

相較于GLASS-z13的身世,天文學家們現在更想知道的是:宇宙大爆炸初期究竟發生了什麼?

由于大爆炸時期的奇點狀態,以及后來38萬年內光子無法自由飛行的特點,目前的科學界對大爆炸早期的宇宙狀態其實是一無所知的,唯一能肯定的就是宇宙早期發生過 「暴漲」,即宇宙從一個小點在短時間內超光速暴漲到了相當大的范圍。

由于暴漲速度遠超光速,所以暴漲期間宇宙物質的分布和組合順序,對天文學界來說就是黑箱狀態,只能寄希望于韋伯望遠鏡未來能看到宇宙大爆炸瞬間,比如看到一個138億光年外的天體甚至是星系。

其實有關此次新發現的GLASS-z13星系,還有一個數據是很多人想不到的,那就是這個星系現在距離地球并不是135億光年, 而是337億光年。

這種距離和時間上的反差,本質上是因為我們宇宙的超光速膨脹,即我們現在看到的GLASS-z13星系是它135億年前的樣子,當時它距離地球135億光年,而在后來的135億年時間里它一直被宇宙時空的超光速膨脹裹挾著原理地球,現在已經退行到了337億光年外。

相似的場景也發生在其他星系上

根據天文學家統計,目前可觀測宇宙里的2萬億個星系,其實97%都已經和地球失去因果關系了, 也就是說無論那些星系上發生什麼,都無法影響到地球,因為那些星系遠離地球的速度已經超過了光速,我們只能看到它們之前的樣子了。

如果宇宙質能分布中暗能量的占比沒錯, 那麼我們的宇宙在可以預見的未來將始終保持超光速膨脹,隨之而來的就是可觀測宇宙的星系的退行速度會陸續超過光速,陸續與地球世界失去聯系。

足夠長的時間過后,整個可觀測宇宙內只剩下銀河系這一個星系,甚至是只剩下太陽這一顆恒星,因為其他的星系和恒星已經被宇宙膨脹的力量帶到光錐之外了,屆時如果地球上還有人類的話,他們無論朝哪個方向望去,都只能看到無盡黑暗。

當然了,以上只是對宇宙結局的一種可能性假設,如果我們的宇宙在未來某一刻停止膨脹,或者由膨脹轉為坍塌, 情況就不一樣了。

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