宇宙模型有哪些科学猜想?

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宇宙模型有哪些科学猜想?

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我们发现，即使是观测距离我们最近的仅4.25光年远的恒星都是件非常困难的事。因此，我们被劝诫不要再去观测距离我们最远的、几十亿光年之遥的恒星了，不要再试图用那种方法算出宇宙的圆周长。也许我们可以试着借助于制作模型、用比例尺的方法来确定好每个恒星的相对位置，从而得出这些距离。我们可以把比例尺定得非常小，从而避免无法表示出那难以想像的遥远距离。
地球的运行速度比快速火车的速度还要快1200倍，它每年以6亿英里的速度绕太阳运行着。让我们把这个长度用微乎其微的1/16英寸来表示，这个长度适合于作我们的宇宙模型的比例尺。这样，太阳就被缩小到像灰尘那么大，即直径只有1/3400英寸，而地球就被缩成更小的一个点，以致用最高倍数的望远镜也看不到它。根据这个比例尺，天空中距离我们最近的恒星，即比邻星的位置就要被放在距地球点的225码之外。如果再把宇宙中距离太阳最近的100颗恒星都做在这个模型中，那么这个模型的长、宽、高都要有1英里。
让我们来继续制作这个模型。我们可以把恒星都不加区别地想像成一粒粒小灰尘(因为它们的大小千差万别，就像每粒尘土的大小也各不相同一样)，在代表太阳的那一点附近，我们要平均每隔1/4英里放置一些微小的尘土。在空间的其他区域，即更远的地方，由于存在着“区域星团”，因此，紧邻着太阳的正好是天空中相当密集的一部分星体。我们继续在每个方向都再来构建我们的宇宙模型。如果我们在银河系水平面中距离长的方向来构建，那么微小的尘土就开始变得稀少起来。这时我们正在接近银河系的边际。当我们到达了最远的球状星云后，我们已在银河系中的水平方向构建了7000英里，而且我们仍没有走出银河系。如果我们把地球围绕太阳运行1周的速度用作比例尺，来表示那微不足道的1/3400英寸，那么整个银河系系统就大约相当于整个美洲大陆的尺寸。在继续进行我们脑中的模型构建前，我们最好先弄清楚一粒尘土和整个美洲大陆之间的比例关系。
当我们构建完银河系统后，如果我们想继续把模型构建下去，无论怎样，我们都要在大约3万英里以外的地方才能再为我们的模型加上新的一点。在这个遥远的地方，我们放置一个新的恒星群，这个恒星群可能实际上比我们的银河系要小，而且结构紧密。但在这个模型中，这二者的大小和组成的恒星数量却差不多。接着，我们继续构建我们的模型——差不多每隔3万英里就有一个由几百亿颗恒星组成的星群——直到我们建造了200万个这样的星群。这个模型现在已经在各个方向上都延伸了400万英里，这个距离就相当于我们用望远镜在天空中所能看到的距离。我们可以把这个模型继续假设下去，但无论我们知道多少或多远——所有我们知道的，都只不过是宇宙当中的一小部分。
每个银河体系，或宇宙岛屿，或河外星云，都包括几十亿颗恒星，这几十亿颗恒星由气态物质构成。我们知道的这样的系统有200万个。在太空中，用直径为100英寸的望远镜所观测不到的还有几亿亿颗恒星，而在我们所探索不到的宇宙空间中，一定远不止这么多。用一个易于接受的方法表示：宇宙中所有的恒星数目就相当于伦敦市中灰尘的总数。想想看，在这个巨大的城市中，太阳仅仅相当于一粒小灰尘，而地球还不及这粒小灰尘的一百万分之一。那么，我们再来设想一下在这幅绚丽多彩的图画中，我们的住所与这个宇宙其他空间之间的关系。
把伦敦市中所有的灰尘都收集起来，再把它们向各个方向散开，结果也就等于我们构建的宇宙模型了。在伦敦市内，每粒灰尘的实际平均距离只有1英寸的很小一部分。为了使我们的模型有一个正确的比例尺，这个距离必须增加到1/4英里左右。即使当我们在建造太阳周围这个拥挤部分的太空时，也要用这个比例尺。如果我们用这种方法来构建我们的模型，那么我们才会得到一幅有空间的生动画面。按这个比例尺，滑铁卢镇除了6粒灰尘之外什么都没有。即使这样，它所拥有的灰尘也比太空中的恒星要显得拥挤得多。在银河系中，这确实显得比较拥挤，每个恒星系统之间那巨大的空间都被忽略不计了。而在整个模型中，平均每粒灰尘与它最邻近的灰尘之间的平均距离被证实大约有80英里。整个宇宙的主要组成部分其实不是恒星，而是广阔的空间——宇宙中除了偶尔的一颗恒星外，就是难以想像的大量的在不断地延伸着的空寂空间。
让我们想像在宇宙中、在太阳附近的某一个地方设立一处观测站。在那里，我们可以看到恒星以1000倍于快速火车的速度通过我们。如果宇宙真的被恒星充斥着，那么我们的观测站就不那么令人向往了，因为那就像坐在街中心看拥挤、繁忙的车辆从我们身边擦过一样——虽然这种刺激能使我们变得勇敢起来。然而，一项确切的统计资料表明，恒星的运行速度其实一点也不快，以至于我们为了要看一颗恒星运行到我们这里就要等上100亿亿年。这项统计从另一个角度表明，任何一颗恒星想要撞上另一颗恒星要在100亿亿年之后。再者，恒星在太空中的运动是无规律的，那些盲目的热心者们所担心的恒星相撞的可能性其实是非常非常小的。我们可以预测，在未来的宇宙探索中，这种观念将最具有深远的意义。