宇宙中最远的星系有多远?
众所周知,我们的宇宙起源于138.2亿年前的大爆炸,时空和物质都是在那一刻才产生的,因此最早一批形成的星系距离地球不会超过138亿光年,考虑到早期宇宙的物质密度,最早形成的星系应该也就是135亿光年左右的水平。
即宇宙大爆炸3亿年后,就是宇宙中第一批星系的诞生时间,那么天文学家们现在找到这种原始星系了吗?
根据NASA的消息,在韦伯望远镜首批全彩照片发布一星期后,天文学界从它拍摄到的深空场图片里,结合引力透镜现象发现了“迄今为止最遥远的星系”,编号为GLASS-z13的它,距离地球足足135亿光年。
相较之下哈勃望远镜此前拍摄到的GN-Z11星系才距离地球132亿光年,不论是从诞生时间还是距离上都比不上韦伯此次发现的GLASS-z13。
除了惊人的距离外,此次新发现的GLASS-z13星系的质量和大小也有点特殊,因为数据显示它仅有10亿倍太阳质量,直径也才2000光年,完全就是一个袖珍星系,相较之下银河系的直径达到了18万光年,质量是太阳的1000亿到4000亿倍,可以说是碾压GLASS-z13。
然而小也有小的道理,在宇宙大爆炸刚结束的几亿年时间里,宇宙中的物质还没有在引力作用下充分融合,在早期的宇宙中不论是恒星还是星系,数量都还不多,因此宇宙大爆炸后由众多第一代恒星组成的星系们体积和质量都不大,也就不足为奇了。
相较于GLASS-z13的身世,天文学家们现在更想知道的是:宇宙大爆炸初期究竟发生了什么?
由于大爆炸时期的奇点状态,以及后来38万年内光子无法自由飞行的特点,目前的科学界对大爆炸早期的宇宙状态其实是一无所知的,唯一能肯定的就是宇宙早期发生过“暴涨”,即宇宙从一个小点在短时间内超光速暴涨到了相当大的范围。
由于暴涨速度远超光速,所以暴涨期间宇宙物质的分布和组合顺序,对天文学界来说就是黑箱状态,只能寄希望于韦伯望远镜未来能看到宇宙大爆炸瞬间,比如看到一个138亿光年外的天体甚至是星系。
其实有关此次新发现的GLASS-z13星系,还有一个数据是很多人想不到的,那就是这个星系现在距离地球并不是135亿光年,而是337亿光年。
这种距离和时间上的反差,本质上是因为我们宇宙的超光速膨胀,即我们现在看到的GLASS-z13星系是它135亿年前的样子,当时它距离地球135亿光年,而在后来的135亿年时间里它一直被宇宙时空的超光速膨胀裹挟着原理地球,现在已经退行到了337亿光年外。
相似的场景也发生在其他星系上
根据天文学家统计,目前可观测宇宙里的2万亿个星系,其实97%都已经和地球失去因果关系了,也就是说无论那些星系上发生什么,都无法影响到地球,因为那些星系远离地球的速度已经超过了光速,我们只能看到它们之前的样子了。
如果宇宙质能分布中暗能量的占比没错,那么我们的宇宙在可以预见的未来将始终保持超光速膨胀,随之而来的就是可观测宇宙的星系的退行速度会陆续超过光速,陆续与地球世界失去联系。
足够长的时间过后,整个可观测宇宙内只剩下银河系这一个星系,甚至是只剩下太阳这一颗恒星,因为其他的星系和恒星已经被宇宙膨胀的力量带到光锥之外了,届时如果地球上还有人类的话,他们无论朝哪个方向望去,都只能看到无尽黑暗。
当然了,以上只是对宇宙结局的一种可能性假设,如果我们的宇宙在未来某一刻停止膨胀,或者由膨胀转为坍塌,情况就不一样了。
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