科学家怎么知道比如半人马座中的一颗恒星距离地球几十光年的?？

测定天体由近及远主要有以下几种方法,它们使用的距离越来越远,但是精确度也越来越差

1雷达波法：直接向天体发射雷达波,通过雷达被反射的时间确定距离适用于太阳系内天体

2三角视差法：通过地球绕太阳的公转引起的观测天 置的变化来确定天体的距离适用于1000光年以内天体

3造父变星法：通过造父变星的亮度与光度变化周期之间的关系来确定天体的距离适用于几百万光年以内（能分辨出一个星系内的造父变星）

4光谱光度法：利用主序星的亮度和光谱类型的关系确定距离,适用于几千万光年以内（能辨编出蓝巨星——最明亮的主序星）

5I型超新星法：I型超新星的亮度是一个定值,通过测定它来测定天体的距离（适用于所有能有I型超新星的星系,不过比较少）

6哈勃定律法：通过天体退行速度和距离之间的关系来确定天体的距离（所有星系）

上面几种方法能够测定的距离越来越远,但是精确度越来越低第一种方法可以精确到厘米级别（测定月球）；但是最后一种方法有的是有误差比数值还大,是实在没办法才用的方法要是要根据所要测定天体的距离来选择合适的方法,9,一般是用三角法，比如说地球在春分点和秋分点时分别观测一颗恒星对地球的角度，然后以公转轨道半径为基线，算出它距地球的距离

对于较近的天体（500光年以内）采用三角法测距。

500－－10万光年的天体采用光度法确定距离。

10万光年以外天文学家找到了造父变星作为标准，可达5亿光年的范围。

更远的距离是用观测到的红移量，依据哈勃定理推算出来的。,2,据说是靠计算得出的距离，至于误差有多少谁也不知道！反正我是不相信那计算出来的结果。

1光年是光一年所传送的距离，有些星星距离我们几百万光年，甚至几亿光年，那么就说明光可以在宇宙中无止境的传播N年，宇宙中那么多星星在同时发光 为什么地球还会有黑夜？,1,100光年内最常用的是三角视差法。就是假设测的那个天 于一个特大三角形的顶点，地球绕太阳公转的轨道直径的两端是这个三角形的另外二个顶点，通过测量地球到那个天体的视角，再用到已知的地球绕太阳公转轨道的直径，依靠三角公式就能推算出那个天体到我们的距离了。

还有就是分光视差法。简单说就是根据恒星光谱估计它的绝对亮度，然后对比它现实的亮度，就可以估计它的距离了，现实亮度比绝对亮度小得越多，星体越,1,

很多人一直对“虫洞”这个时空构造很迷惑，实际上，我们吃瓜群众完全不需要了解更深层次的理论，只要知道大致的意思就行了。今天我不讲任何理论和公式，只用最通俗的例子来解开人们心中这个结。

虫洞就是虫子咬的一个洞，在宇宙空间叫时空隧道。

虫洞是爱因斯坦根据引力场论预言的一个时空构造，他认为在强大的引力场作用下，时空会强烈扭曲，就像湍急的河流，会形成各种各样的漩涡，这个漩涡会在中间形成一个空洞，这个空洞就是连接两个时空的时空隧道，又叫爱因斯坦~罗森桥。

之所以里面有“罗森”的称呼，是因为提出这个概念，有美籍以色列裔物理学家纳森·罗森的参与，他们在研究引力场方程时，假设了这个现象，认为透过虫洞可以做瞬时的空间转移，也叫时间旅行。

通俗的说就像人们要到山的那边，通常要绕很大弯子需要很多时间才能到达，而如果大山有一个直穿过去的洞穴或隧道，就能很快到达山的那边。采用这种技术，本来相隔若干光年的两个世界，很可能只要瞬间或很短时间就能够到达，这要超过光速多少倍？

虫洞只是一个理论预言，迄今并没有发现存在的证据。

黑洞也是时空极端扭曲导致的现象，是物质压缩到极端状态，坍缩进了自己的史瓦西半径，从而形成的一个奇异空间。这种天体也是爱因斯坦预言存在的，现在已经发现证实了黑洞的存在，并且其面目已经被科学界拍摄的第一张照片曝光。

但虫洞迄今并没有被发现。由此，科学界有两种意见和看法，一种是虫洞的出现很稀少很偶然，而且会很快闭合消失，所以很难发现。甚至有人认为，虫洞不但有天然形成，也可以人工制造，不过需要极大能量。今后发现了天然虫洞，人们可以通过某种奇异物质维持这个虫洞的稳定，为人类利用；另外一种认为这种现象根本不存在。

但这种现象是爱因斯坦场论引申出来的必然结果，就像黑洞是引力场论的一个时空解，虫洞也是一样，因此我相信它是存在的，但能不能被人类发现并利用则是另一回事。

虫洞是人类未来突破深空探索速度瓶颈的一个预期。

人类现在航天速度已经得到很大提升，最快的无人探测器已经预期达到200km/s的速度，这就是帕克号探测器。帕克号太阳探测器于2018年由NASA发射，现在正在距太阳约2000万千米的轨道绕行探测，速度达到100km/s以上。在2024年到达太阳最近距离约600万千米时，速度可达到200km/s。

这种速度不是依靠它自身燃料得到的，而是利用金星和太阳的引力弹弓效应得到的。

NASA启动的百年星舰项目，计划用100年时间，建造出一艘5万吨级星舰，载人飞出太阳系，这艘星舰采用可控核聚变等先进技术，巡航速度可达到12%光速，每秒36万千米。

但这种速度在星际航行中依然是蜗牛速度，因为银河系有10万光年半径，到达外星系都是以几十万甚至百万光年计，最近的一个大星系是仙女座星系，距离我们254万光年。

因此即便是光速，飞出银河系也要10万年，而到达仙女座星系则需要254万年。而光速属于宇宙极限速度，任何物质运动是不可能达到的，因此要突破速度瓶颈只有另辟蹊径，其中虫洞穿越就是一个选项。

虫洞穿越即便超过光速N倍到达目的地，也不违背爱因斯坦的光速藩篱限制，不会发生祖孙悖论等奇异现象。这是因为飞船的本身速度并没有提升，只是抄了近道而已。

蚂蚁和虫洞邂逅的意义。

我们可以想象：一张足球场般的大纸中间有一只蚂蚁，它的目的地是纸的另一面中间同样的位置，它准备先爬到纸的边缘，翻越边缘在往回爬，它计算了一下，到达目的地需要很多天。

它向四周扫视了一遍又一遍，想要选择一个更便利的方向，这时，它突然发现了一只虫子，正在它的旁边撕咬这纸张，咬出了一个小小洞口。它欣喜若狂，从这个小孔中穿过去，费时还不到1秒。

这就是虫洞的通俗意义。那么这只蛀虫在时空中存在吗？它会不会为人类咬出这么一个虫洞呢？即便有这么一个洞，能够稳定的让人们穿行其间吗？

人们还需仔细寻找并期待。

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好吧，老实说宇宙到底有多大，或者说大到什么程度，人类目前是不知道的，但就人类了解的数据来看，我们这个宇宙的范围，至少不会低于直径1000亿光年以上，而且这个数字只是保守估计。

首先有一点是确定的，就是地球在整个宇宙当中，只是一颗普普通通的行星罢了，这颗星球虽然孕育出了人类，但包括地球，太阳，甚至是银河系在内，它们如同沧海一粟，宇宙当中有太多太多这样的地方了。

那么科学家通过长期的观测发现，就整个银河系来说，像太阳系这样的地方，至少有2000亿个以上，而银河系有多大呢，答案是直径10万到16万光年左右。

然后在银河系附近，1000万光年的宇宙范围之内，有大约50个和银河系差不多大的星系，这些星系当中，最大的是仙女座，第二大的则是我们银河系，而第三大的是三角座，那么这1000万光年的宇宙范围，被科学家门成为本星系群。

当然了，本星系群虽然已经很大了，但在这之外，还有一个更大的宇宙区域，这个区域被称为室女座超星系团，室女座超星系团覆盖了一片，直径2亿光年的宇宙空间，这个宇宙空间当中，有100个本星系群这样的地方。

然后室女座超星系团，又属于一个叫做拉尼亚凯亚超星系团的地方，拉尼亚凯亚超星系团是一个直径约为52亿光年的宇宙空间，据保守估计，拉尼亚凯亚超星系团至少包含了10万个，像银河系这么大的星系。

最后在拉尼亚凯亚超星系团的外面，仍然存在着庞大的宇宙空间，但人类已经搞不清楚了，但可以确定的是，拉尼亚凯亚超星系团只是宇宙很小的一部分，但这么小部分的宇宙空间，人类怕是走不出来了

有一个知识大家都知道，宇宙的年龄大约在137亿年，如果宇宙大爆炸之后，它以光速进行膨胀，我们这个宇宙的范围，至少也有137亿光年，但宇宙膨胀的速度，远比光速要快的多，至于说到底有多快，人类目前是不知道的，可能十倍二十倍都有可能。

不过就算宇宙的范围，只有137亿光年，这个范围也已经很大了，我举个例子好了，太阳系大家都知道，但你知道太阳系有多大吗？答案是直径2光年左右，2光年听起来好像挺少的，但以人类目前最快的速度，也要4000多年才能从地球飞出去，而且这个最快速度，还是不能载人的飞行器。

其次还有大家熟知的银河系，银河系的范围，至少也有10万光年，这10万光年对于人类来说，简直就是一条永远走不完的路，刚才我上面说了，人类目前离开太阳系，至少需要4000年才能办到，而离开银河系需要多久呢，答案是以目前的速度，估计需要1亿年才行，所以宇宙似乎也太大了。

另外我前面还说了，宇宙实际上是在加速膨胀的，就我们人类自己认为，我们可以观测到的宇宙，大概有920亿光年左右，但这920亿光年的宇宙，只是人类可以观测到的，可能在920亿光年的宇宙外面，还有茫茫无尽的宇宙空间，所以宇宙究竟有多大，我只能说不知道……

宇宙大到什么程度？可以说，宇宙大到我们无法知道它究竟有多大的程度。

宇宙有多大的问题一直是人类想要揭开的，但始终没有结果。直到现代天文学开始发展，人们才逐渐认识到宇宙是怎么来的，由此可以大致推断出宇宙有多大。

根据标准宇宙模型，并基于目前的观测数据，科学家计算出宇宙的开端时间在138亿年前。最初的宇宙没有空间，只是一个无穷小的奇点。在宇宙诞生后，奇点开始膨胀，由此制造出了宇宙空间。随着时间的推移，宇宙空间变得越来越广阔。

当时宇宙诞生之初的天体已经随着空间膨胀退行到遥远的地方，目前最远距离地球465亿光年，这就是以地球为中心的可观测宇宙大小。

但这不是整个宇宙的大小，在宇宙中的每个地方都可以是它们各自可观测宇宙的中心，这些可观测宇宙共同组成了整个宇宙。也就是说，整个宇宙包含了我们以及其他的可观测宇宙。至于整个宇宙有多大，目前无法知道，因为空间膨胀，导致可观测宇宙之外的不可观测宇宙部分我们永远也无法接触到。但从目前的估计结果来看，可观测宇宙之外的宇宙跨度可达23万亿光年。

大家都知道新疆很大，但是不少去过新疆之后才对新疆到底有多大有一个认识。同样的，大家都知道宇宙很大，但是可能要到宇宙中旅行一下才能真的体会到，虽然现在条件下不是人人都能去太空，但是我们可以想象一下。

古时候形容跑得快，会说日行千里，这相当于24小时跑500公里，在古时候算是夸张的说法了。现在我们有高铁有飞机，不用夸张，一小时左右就能跑500公里了。

假设未来有一种宇宙飞船，一秒钟就能跑一千公里，那么一秒钟的功夫飞船就能从北京飞到上海，这速度在地球上看已经很快了，那么到宇宙中又如何呢？

地球到月球的距离是38万公里，这个距离飞船要飞380秒，实际上地球到月球走的不是直线，所以实际距离还要更长些。

地球到太阳是15亿公里，飞船要飞15万秒，也就是约42个小时。 太阳系尺度大概有1光年，飞船要跑约300年，以目前人类的平均寿命，这趟旅程好几代人才能完成。

银河系尺度约10万光年，飞船要飞3000万年，人类这个物种能否存在那么久都是个问题（有可能进化成新物种，也有可能灭绝掉）。 可观测宇宙的尺度是九百多亿光年，即使不考虑宇宙膨胀，飞船要跑二十七万亿年，宇宙的浩瀚可见一斑。

“宇宙”一词，最早应该出自我国古代墨子（约公元前468-376）的著作。“宇”是指东、南、西、北的空间，“宙”是指古往今来的时间，两个合在一起便是指天地万物，不管它大小、远近；不管它是过去的、现在的、还是将来的；也不管它是认识到的、还是未认识到的……总之是包含一切时间和空间。

我们现有的科学技术已能观测到离我们130亿光年的星系。也就是说，如果有一束光以每秒30万公里的速度从该星系发出，经过130亿年才能到达地球。这130亿光年的距离就是我们今天所能看到的宇宙的范围，即以地球为中心，以130亿光年为半径的球形空间。当然，地球其实并不是宇宙的中心，宇宙也不是一个球体，但是目前我们只能了解到这些。 在这个以130亿光年为半径的球形空间里，我们生活的地球和其他行星、小行星、彗星都围绕太阳运转，构成太阳系。约2500亿颗类似太阳的恒星和星际物质构成更大的银河系。银河系的直径大约有10万光年，银河系外还有很多类似的天体系统，称为河外星系，常简称星系。目前已观测到大约1000亿个星系。星系聚集在一起构成大大小小的星系团。每个星系团大约有100多个星系，直径达上千万光年。现在已经观测到上万个星系团。若干个星系团聚集在一起构成超星系团。超星系团往往具有扁长的外形，其直径可以达到数亿光年。一般超星系团内只包含几个星系团，只有少数超星系团拥有数十个星系团。

人们目前所观测到的宇宙的最大范围，其实不是宇宙的实际边缘。因为人类的认识能力总是有限的，而宇宙是无限大的，现在还找不到边际。地球在如此浩瀚的宇宙中，真是渺小得微不足道。

施郁

（复旦大学物理学系）

宇宙是时空整体以及里面的所有物质的总体，也就是世界上的所有。我们只能测量可观测的那部分的宇宙的大小。在此之外的宇宙部分的确切大小是不知道的。可观测的宇宙部分已经是非常之大，包含至少几千亿个星系。但是因为光速是有限的，而宇宙自宇宙大爆炸以来的时间又是有限的，因此可观测的宇宙部分总归是有限的。

宇宙诞生于138亿年前的宇宙大爆炸。因为宇宙本身又是在膨胀的，所以我们可以看到的最远距离超过光速自宇宙诞生以来所走的距离。 事实上，我们可以看到目前据我们460亿光年远的距离。 所以可视宇宙的直径大概910亿光年。可视宇宙之外的宇宙大小我们不知道，是不是有限也不知道。如果宇宙是有限的，有过一个对整个宇宙大小的估计，是10的10的10的122次方。

据现代最新观测宇宙年龄有138亿年，直径有930多亿光年。930亿光年是多大呢？1光年就是光以每秒30万公里的速度走一年的距离，大约是九万四千六百亿公里。930亿光年就是87978000亿亿公里。这是个什么概念？我们形象的比一比。

我们知道地球等八大行星和太阳组成了太阳系，太阳系和其余二千多亿个恒星系构成银河系，大约有两万亿个象银河系这样的星系构成了我们的总星系。我们生活在地球上，地球的广大我们都深有体会，如果把地球比作小米粒，太阳系就相当于一个标准 体育 场。如果把太阳系比作小米粒，银河系就相当于一个标准 体育 场。

如果把银河系比作一个小米粒，总星系就相当于一个标准 体育 场。而总星系只是宇宙目前的可观测宇部分，随着现代科学和观测手段的提高，宇宙的直径还会增大，绝不止930亿光年。这一切还只是宇宙中的只占5%的可见物质所占的空间。还有另外占宇宙总质量95%以上的所谓暗物质和暗能量还不知隐藏在何处？占多少空间？至此宇宙到底大到什么程度，我想读者诸君能有所了解吧？

以上就是人们常规上所认识的宇宙，实际上我认为宇宙无大小，因为宇宙不但无外、无中心，还无形。宇宙的“外面”还是宇宙，所以宇宙无外。此所谓至大无外也。反过来讲宇宙无外，就这么存在着，那么宇宙就不会有大小和形状，也就不存在中心。至大到头就是无大。因为宇宙再大也会有外。都说宇宙是“无”中生有，小到极点就是大，大到极点归于“无”，大和小殊途同归，又何必计较大小呢？

总说浩瀚的宇宙，但是很多人对这个浩瀚没什么概念，反正就是大。就像说某个人很有钱，我们脑子里也只是想“嗯，非常有钱”，却不觉出奇，但如果直接跟你说那人有2000亿资产，这时候你就会张大嘴巴，不可思议，因为没有对比就没有感觉。

那么，要了解宇宙大到什么程度，也得对比一下。首先，大家对地球多大差不多都有概念吧，那也是很大的，你一生都不可能走遍地球的每个角落。如果把地球比作一个足球，太阳系就相当于一座城市，太阳系就是这么大。而太阳系在银河系中只是无数个亮点中很小的一个点，银河系又与另外的50多个星系组成本星系团，更多的星系团又组成本超星系团，而这个本超星系团只是在宇宙中一片很小的区域。

哈勃太空望远镜做深空观测时，科学家对得到的图像进行放大，在一片星系的一个黑暗处选一块区域，把它放大，看到的还是无数亮点，再把这个区域中的一小块地方放大，得到的仍然是无数的亮点，所有亮点都是星系团、超星系团。

如果把这些场景在脑子里过一遍，就能理解宇宙之浩瀚了。

根据宇宙大爆炸的假说，认为现在的宇宙起源于138亿年前的一个奇点，可想而知最初的宇宙大小是有限的，但是经过了一百多亿年的膨胀已经大到超乎想象。

现在可观测的宇宙直径大约是930亿光年，在此之外的宇宙范围由于超光速膨胀光已经到不了我们这里了。光给出这样一个数字你可能体会不到，地球是我们人类的唯一家园，人类文明一直在这里繁衍生息。地球的直径是12756公里，大约等于0000000001光年，中间八个零。我们就在这个范围内生活，而现在的可观测宇宙直径是930亿光年。

太阳系位于银河系内，银河系的直径大约是10万光年。而银河系又有更高一级的本星系群，本星系群又有更高一级的室女座超星系团，这样一级级扩大下去好像是永无止境的。以下是模拟的太阳系图：

在银河系中像太阳一样的恒星数千亿颗。以下是银河系的模拟图：

包括银河系在内的数十个星系组成的本星系群：

包括本星系群在内的数十个星系群组成的室女座超星系团： 总之对于现在的我们来说，一光年都是个遥不可及的数字，更何况是近千亿光年。举个扎心的例子：连一元钱都没有的我们，能想像出千亿富豪的概念嘛？

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心有多大，宇宙就有多大；你可以想象得多远，宇宙就有多远，它比你想象的边界还要远。

生活在地球上，地球就是我们整个的世界，以后随着 科技 的进步，人类走过的地方更多更远，世界也随之扩大。

如果真的谈论起宇宙到底有多大，心脏都懒得跳动了，大到令人窒息，大到你会认为，即使人类再怎么努力，也终究不会知道宇宙的全貌，也不会到更远的星系。

银河系中含有大约2500亿个恒星，上万亿个不同星体，它的直径竟高达15万光年，什么概念呢？即使是光，从一端跑向另一端，也得需要15万年。

人类已经观测到宇宙中大约1000亿个星系，科学家估计宇宙中至少含有2万亿个星系，这是什么概念呢？这是人类再怎么努力，都无法一个一个涉足到的概念。

单单现在可以观测到的宇宙直径（930亿光年）就已经令人呼吸困难，更何况，在我们看不到的那片区域还是宇宙啊，真实宇宙直径远比930亿光年要大，只是光线都来不及到我们这里而已。

想想看，对于那些上亿光年的距离，光都要走上亿年，算了，我已经快要呼吸困难了，不说了。