【知识】從10億光年到0.1 Fermi的距離

威尼斯的狼

10億光年，是一個什麼概念呢？

    光年，光走一年的路程。光速！它是速度公認的極限，每秒299,792,458米，能在眨眼間繞地球七圈半。看見麼，就這麼快的光，讓他跑吧，跑個一年，所度量出來的距離就是一光年了。現在各位把滑鼠移到螢幕的左下角，點“Start”－“All Program”－“Accesories”－“Calculator”，都來動手算算它，這一年是31,536,000秒，一秒跑299,792,458米，乘出來就9,454,254,955,488,000米，約等於十萬億公里吧。你說什麼，簡直天文數字？廢話，天文上的數位當然得是天文數字啦～～～～～但這也僅僅只不過是一光年的長度。

    當我們看到十億光年以外的星星時，映入我們眼簾的那束星光已經在茫茫宇宙間飛奔了十億年。換句話說，我們現在看到的僅僅是它十億年之前的樣子！現在的它究竟如何我們只有再等待十億年才能看到……

    普遍認為宇宙誕生到現在有150億年。所以我們可能觀察到的最廣闊宇宙空間的直徑只可能在150億光年這樣的範圍之內。150億光年遠的地方的光被我們看到時已經在宇宙間穿越了150億年，那是宇宙誕生時的影像！！！





下面這張圖是在10億光年這樣的數量級下觀測宇宙，上面的每一個象素點所表現的事物都是無比古遠的。




1億光年，現在我們把視野縮小10倍，宇宙看起來還是空空如也，“星”光點點。可是，那些點點斑斑的真的是星星嗎？




1000萬光年，把眼光再降低一個數量級，那些點點看起來依然像是星星哦




100萬光年，近些，再近些。什麼呀，這麼面熟？這就是你所說的“星星”嗎？是星星，一堆星星。我們管它叫銀河系。




10萬光年，這是銀河系，我們的家園。
    在10萬光年這樣的數量級下，我們就看見了整個的銀河系。事實上，銀河系的直徑就是十萬光年。真有哪位能發明個跟光速一邊快的飛船，從銀河系的這邊飛到對面來個大吊角，就要十萬年的時間！在這樣漫長的旅程來看，人生不過朝生暮死，蜉蝣一般。但這只是對相對於銀河系靜止的觀測者而言，船上的人員感受到的旅程其實只有數分鐘。




萬光年，由此就能夠大致估計出我們的位置
    如果把銀河視為一個巨大的扁盤子，我們就是應該在這張扁盤子的平面上。否則如果不是這樣的話，我們高於或低於它，那麼看到的夜空就會顯得一半亮一半暗，而不是象現在這樣銀河光帶般亙在天幕中，星星比較均勻地分佈兩側了。
    事實上現代研究也得出這種結論：我們的太陽系位於銀河系螺旋翼內側的邊緣，距離銀河系中心大約2.5萬光年。於是，我們把視野收回到1萬光年的數量級，聚焦在銀河系若干觸角般螺旋翼中的一條上面。





1千光年，密密麻麻！




100光年，再近點，還是密密麻麻！




10光年，又是密密麻麻！




1光年，等等，這是什麼？




1萬億公里，再走近十倍依然霧氣昭昭的一團，到底是什麼嘛？





千億公里，這回看清楚了吧，原來是太陽系！我們在密密麻麻的星星中跋山涉水，翻山越嶺認出了它，不容易呀！




100億公里，放大十倍來觀察以繁星為背景的太陽系。說是繁星，其實與太陽最近的恒星——半人馬座比鄰星都是在4.22光年開外的。圖中的亮點僅僅只是背景上離得八丈遠的星星呢，並不是太陽系的一部分。




10億公里，數數看，下圖裏被藍框子圈上的是誰的軌道？水、金、地……原來是地球的軌道呀！




1億公里，地球在哪裡？





1000萬公里，哦呦～～～大圈套小圈呢，月球圍地球轉的軌道。





100萬公里，是什麼？飛機？還是鳥？是超人？都不是……





10萬公里，是地球！Home，Sweet home。
1萬公里，用一萬公里的視野看地球，這是神的視角。



[ 本帖最后由 威尼斯的狼 于 10-6-2006 05:30 PM 编辑 ]

威尼斯的狼

1000公里，這是北美五大湖區中的密西根湖，框住的城市就是芝加哥。




100公里，芝加哥鳥瞰。並由此開始了我們人類所能夠理解的數量級，開始了我們熟悉的世界。




10公里，密密麻麻，房屋，湖邊的房屋。




1公里




100米




10米




1米




10公分，我們手所能把握的尺度。相信人類所接觸的大部分物體都是在這樣一個數量級的。看看你的周圍，鍵盤、滑鼠、手機、杯子、碗……




1公分，這是他手上的皺紋細部。做好準備，我們即將進入另一個陌生的領域——微觀世界。




1公釐，手上的毛孔




100微米，再放大十倍，依稀可見皮膚的組織結構。




10微米，一個細胞的數量級就是10微米，當然這只是一般來說。





1微米，疑似生物課上學過的細胞核膜，細部。





0.1微米，染色體。凡人類的細胞，裏面都會有23對染色體（46條）。




100埃，埃是一種長度單位，指10的－10次方米。用字母“A”頂上加個小圓圈來表示。100埃的數量級就能度量某些有機大分子的物質了。看到這個規則的等距雙螺旋結構，我想你一定能夠脫口而出了。沒錯，這種物質就叫做去氧核糖核酸，也就是常說的DNA。分子結構清晰可見。





1奈米，我們管10的－9次方米叫一奈米。
    現在為材料科學炒得火熱的奈米技術就是說很多物質精細到奈米級後將表現出很多在常規數量級上所表現不出的性質來。在奈米這樣的數量級下，我們連原子都可以數清了。因此，奈米級又叫原子級。



1埃
　  表示的是密佈的電子雲
    所謂電子雲，其實並不是說一個原子擁有無數個電子，象雲霧般的彌漫四圍。每個原子擁有的電子數都是固定的，有數的，具體依元素種類而定。這些電子行蹤飄忽不定，在原子核外部亂竄。一個電子，無數法身。就把這些電子“團團轉”的特點用電子雲來形容了。離核近的地方出現的幾率大些，雲就密；離核遠的地方出現的幾率小些，雲就稀。

　下圖是組成DNA分子的原子們，它們以共價鍵和氫鍵彼此結合成龐大的有機分子。生命就在這種複雜的結合中得以體現。






10皮米
    原子核週邊的濃密電子雲。仿佛又回到了浩瀚無邊的宇宙。這樣來看每個原子都像是個小宇宙，我們的世界就這樣的周而復始著……





1皮米
　穿過最濃的電子雲，發現更近核的地方反倒清淨。原來離得遠了要吸引，離得近了也會排斥呢，保持一個最佳的距離才好。什麼？你說電子陰性，原子核陽性，異性相吸，應該越近核越密才對？別逗了！真要那樣越近越吸，越吸越近，電子還不都撞到核上去，最後誰也動彈不得！
　下圖中的斑點就是原子核。




0.1皮米
　走近點，這就是傳說中的原子核了。10的－12次方米叫做一皮米。在0.1皮米的數量級下看原子核就可以看出很多個球球來，它們是帶正電的質子和不帶電的中子。





10飛米，原子核的特寫。





1飛米（10的－15次方米）， 質子（也可能是中子）的細部，亂七八糟一大片。未知的結構，未知的領域，那裏屬於上帝。




0.1飛米，一旦我們進入下一個層次，我們將會看到什麼，我們又將會知道什麼？...........

kaigo

只能用四个字来形容这帖
叹为观止

BooNBoX

从10億光年到0.1法米

犹如从物理到生物到化学再回到物理... ... 奇妙...

skydog

这个帖应该升为精华！

Sinanthropus

妙哉妙哉。。。
宇宙万法皆为妙！！

金剛芭比

太棒了...

好好看!!!

cejan

是不是少了10万公里的那张?

木吉他

边看边傻眼....非常多谢楼主分享...但那些宇宙的图片怎么来的呢？

hamitaichi

強帖!!! 頂.

當光線從外太空收集下來, 怎樣斷定它是來自於 10億光年 還是 10萬光年 ?

Lord40892

http://chinese.cari.com.my/myfor ... 2%26filter%3Ddigest

不好意思，请问你在哪里转贴？怎么一样的呢？

我不存在

好深奥哦！！！！


不想明！


也不需要明！


你明吗?

五花肉之光

cool~ 以这个方式来说明，很明白呢

flyyellow

将来我们是否要到外太空如果要到的话应该最终不会是用光速有或者超光速旅行吧
因为辽阔的宇宙就算有了光速的几倍也没能有效的探索更远的星云
如果可能的话一定是人类制造虫洞成功 ～

周日早餐

版主没做工...
升精前竟然没查清楚
此帖（2005年帖)在其他版也是精华贴....

TonyDaisie

回复 15# 周日早餐


    恭喜senior......