老實說，宇宙之大是我們無法想象的。

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宇宙到底有多大？這個問題直到現在依然是天文學家們無法解開的一道謎題。早期，人們一直在探尋地球和月球的距離，太陽和其他星體的距離。隨著時間的推移，專家們發(fā)現宇宙總是比想象得更為廣大無垠。古時候的人們認為那些星星是被固定在天穹上的，并非那么遙不可及，但是如今我們才知道宇宙之大是無邊無垠的，至少現在是找不到邊界的。

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公元前3世紀，薩摩斯島的希臘天文學家阿里斯塔克斯（Aristarchus）試圖通過測量上弦月時刻的日月角度來確定地月距離和地日距離之間的聯系?；诋敃r不夠精確的數據，他估算到地球和太陽的距離大概是地月距離的20倍。盡管現在我們知道實際上應該是約400倍，但是Aristarchus的估算結果仍然具有革命性，因為它證明了太陽比人們之前認為的要大得多和遙遠得多。

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幾十年后，另一位希臘的天文學家喜帕恰斯 (Hipparque)以小于10%的誤差估算出了地月距離，實現了一項驚人的科學壯舉。他通過計算月球在月食期間穿過地球陰影的時間，并利用巧妙獨創(chuàng)的算法，才得到了這個結果。在科學的領域單打獨斗是很難的，他借鑒了前輩埃拉托斯特尼 (Eratosthenes)的研究成果——準確估算到地球直徑為12000km。

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希臘天文學家克勞狄烏斯·托勒密 (Ptolemy)在公元前140年發(fā)明了第一種真正可靠的方法來計算天體距離。通過一個簡單的幾何程序，Ptolemy演示了如何利用“視差”來計算地球與其他天體之間的距離。

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? ? ?（圖解：天文學家使用視差的原理測量天體距離地球的距離。 圖源：維基百科）

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但是時代所限，更加精確的視差測量一直等到2000年后，當天文測量工具都有了長足發(fā)展和改良以后才實現。1672年，意大利裔法籍天文學家讓-多米尼克，卡西尼伯爵（Jean-Dominique Cassini）和法國天文學家讓·里奇（Jean Richer）用精良的儀器第一次準確測量到了地球和太陽的平均距離（亦稱“天文單位”）。這次的成功也基于他們在巴黎和法屬圭亞那對火星的同步觀測。

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德國天文學家弗里德里希·貝塞爾（Friedrich Bessel）很榮幸地成為第一個測量到地球距太陽以外恒星距離的人。1838年，他測量到距天鵝座61號恒星 (又稱貝塞爾星)的距離大約為11光年左右。

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如今，天文學家有幾種測量距離的方法。對于銀河系中的天體，使用的大多數方法都派生自視差方法。而對于銀河系以外的天體，天文學家則使用造父變星（以“ 造父一”命名）來測量，造父變星是一種亮度會以某種規(guī)律明暗變化的恒星。

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? ? ?（圖解：船尾座RS與地球的距離大約是6,000光年。它是銀河系中已知最亮的造父變星之一，在這類變星中擁有長達41.5天的變光周期。 圖源：維基百科）

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測量星系距離的另一種方法是利用1a型超新星，這種恒星在爆炸時總是釋放出恒量的能量，可以將它們視為“標準炸彈”：擁有已知強度和亮度的爆炸。通過測量視星等（從地球上觀察星體亮度的度量）可以衡量它們到地球的距離。

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憑借這些天文測量方法，我們現在知道宇宙的規(guī)模龐大到難以置信。例如，來自最遙遠星系的光需要100多億年才能到達地球。不過，這個已經超過了我們大腦所能掌控的距離范疇，我們可以嘗試想象更小的天體系統(tǒng)，比如我們的太陽系。

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太陽系由太陽，圍繞太陽旋轉的行星以及數百萬個較小的天體組成。奧爾特云（Oort Cloud）是環(huán)繞太陽并以之為中心的巨大彗星云，它標志著太陽系的外邊界，直徑約為1.6光年。試想它有多大，1光年幾乎等于1萬億公里。

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? ? ?（圖解：奧爾特云和太陽系各大行星及最接近的兩顆恒星的相對距離示意圖 ?圖源：維基百科）

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如果我們把冥王星（太陽系中最小、距離最遠的行星）比作直徑1毫米的大頭針，那么太陽就有2個直徑30厘米的沙灘球那么大，距離大頭針2.6公里，就好比假設太陽在溫哥華，我們得一直走到紐芬蘭的圣約翰（約7000多公里），才能到達奧爾特云的外緣。

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太陽系位于銀河系旋渦星系中。據估計，銀河系大約有2000億顆恒星呈圓盤狀聚集在一起，直徑為100,000光年。在這樣龐大的規(guī)模下，太陽系倒是顯得微不足道了。如果把我們直徑1.6光年的太陽系比作直徑1毫米的大頭針，那么銀河系就相當于一個冰球場（長約60米,寬約30米）的大小。

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銀河系與超過35個其他星系聚集在一起，形成了“本星系群”。仙女座星系，是其中體積最大的成員，我們可以在沒有光污染的無月夜空用肉眼觀測到。本群中的的其他星系，例如大麥哲倫星系和小麥哲倫星系，通常都比銀河系小。

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? ? ?（圖解：仙女座星系，是距銀河系最近的大星系。中心十分明亮，周圍環(huán)繞著散落的明亮點和紫色的環(huán)，在漆黑的星空中呈大型同心圓盤狀。 圖源：astro-canada）

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本星系群如果鋪展開來，直徑約有一千萬光年，中心位于銀河系和仙女座星系之間。若我們再次把太陽系想象為大頭針，銀河系是冰球場，那么整個本星系群的直徑約為6.25公里。

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再往大了說，本星系群是超星系團的一部分，超星系團由數十個像本星系群這樣的小星群（星團）組成。整個超星系團以室女座為中心，距離銀河系5000萬光年。室女座星團的中心有一個室女A星系（也稱為M87），它吸引并吸收附近的星系。

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? ? ?（圖解：室女A星系，中心有明亮的黃色光電，周圍有幾個明亮的白點，有的被環(huán)包圍。 圖源：NASA/Hubble Space Telescope）

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這些超星系團似乎呈長絲狀聚集起來，綿延數億光年。它們被少有星系的大面積真空隔開，這些幾乎真空的地帶面積非常巨大——近乎1億光年。宇宙放肆地延伸著，直至130多億光年。超過這個距離，我們面臨的，不是宇宙的盡頭，是現代技術所不能達到的未知。

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FY:趙婉玥

作者：astro-canada

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