哈勃著名的"超深場""極深場"是什麼?對理解宇宙有啥影響?

歆琳科普


宇宙看似很複雜,一時難以看懂,其實它就是各種場結構的組合,沒有什麼了不起。粗略的微觀說法,宇宙就是時間場、空間場和量子場的綜合場。宏觀說法則是,宇宙就是時間場、空間場和物質場的綜合場。稍微細點說,也就有電磁場與電磁波、引力場與引力波、量子場與量子波、物質場與物質波(機械場與機械波)……。說通俗奌,宇宙就是一個可見世界(如物質場)和多個不可見世界,除物質場是肉眼的可見世界外,其它的場與波皆是肉眼的不可見世界。所以,宇宙神秘啊!


中承明


“只有墜入深淵,我們才能找到生命的寶藏。”——約瑟夫·坎貝爾

哈勃著名的"超深場""極深場"是什麼?

自哈勃太空望遠鏡升空以來,我們用哈勃(以下簡稱哈勃)做過最勇敢的事情之一:就是用這個人類迄今為止最強大、最昂貴的望遠鏡長時間觀察了一塊極小區域的天空。你可能覺得,這有什麼了不起、甚至是勇敢可言。

因為我們觀察的這一片天空中完全沒有任何已知的物體,沒有明亮的星星,沒有星雲,也沒有已知的星系,而且我們觀察的時間不只是幾分鐘,一個小時,或者一天。在很長一段時間裡,我們用哈勃凝視著虛無的空間,記錄下了一張張純粹的黑暗影像。 在我們所能看到的極限之外,我們發現了什麼?令我們驚訝的是,貌似黑暗、虛無的背景下,在總共11天的觀察中,下圖就是我們發現的影像。

上圖就是哈勃的超深視野,宇宙有史以來最深處的景象。看似一片空白的天空,哈勃探索著遙遠的宇宙,看到人類肉眼甚至是藉助望遠鏡都無法看到的星系。哈勃超深場的結果告訴我們,在天空的極小區域裡存在著大量的星系。

哈勃超深場中所顯示的範圍為3平方角分,只有全天空12,700,000分之一的面積,通過在整個天空中推斷這些結果,我們至少可以算出整個宇宙中有多少個星系。根據我們的觀測,宇宙中可能至少有1000億個星系。

但這並不是哈勃故事的結局,也不是宇宙的全部,我們應該相信宇宙會給我們帶來更多的驚喜。那些太暗而無法用“僅僅”11天的哈勃數據觀測到的星系,以及哈勃最遠的紅外濾光器也無法捕捉到的紅移太遠的星系。因此宇宙中包含著比哈勃超深場中更多的星系,只要我們有足夠的曝光時間。

在過去的十年裡,哈勃在一個更小的空間區域裡,總共尋找了23天,是超深場時間的兩倍多。下圖就是著名的哈勃極深場!

這幅圖對你來說可能很熟悉,但略帶些陌生。為什麼說你熟悉哈勃極深場呢?因為極深場(或XDF)實際上是超深場的一部分,如果我們將兩個圖像縮放並以4.7度相對旋轉,就可以將兩幅圖像重疊在一起!

在同一個區域裡XDF中所包含的星系要比HUDF中所包含的星系多得多。將兩幅圖像的局部放大,從上到下相互比較一下,你就可以清楚地看到在XDF中還有多少個星系。下圖:

當然,超深場(上圖1)所顯示的星系已經讓我們足夠震撼,但是在XDF中的星系比超深場多了75%以上!如果我們把極深場的結果應用到整個天空中,我們會發現整個宇宙中大約有2000億個星系,大約是我們從HUDF得到的兩倍。

那麼這個星系數量是怎樣估計出來的?首先,XDF的面積只是滿月的很小一部分。

假如XDF只是一個典型的空間區域,並且我們也知道宇宙在各個方向上是均勻分佈的。因此我們可以計算需要多少XDF才能填滿整個夜空,大約是3200萬個。然後乘以我們在XDF中找到的星系數量,這就是我們如何得到宇宙中大約有2000億個星系的方法。哈勃到這裡就算盡力了,但我們人類探索宇宙深處的腳步並不會停止。

超深場和極深場刷新了我們的宇宙觀,讓我們更加期待即將升空的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡

上圖可以看到,只要我們看的足夠遠,我們就能看到更多的星系,遙遠星系的光需要幾十億年時間才能到達我們的視野。XDF雖然已經發現了更遠、更多的星系,這些星系的光到達我們這裡已經傳播了50億到90億年,HUDF根本無法捕捉到這些星系相對較暗的光線。但是在早期宇宙,發光已經超過90億年的星系呢?。

即使是XDF也沒有捕捉到這些星系;為此我們需要一架真正的紅外太空望遠鏡,這就是詹姆斯·韋伯接下來需要完成的事情。如果韋伯望遠鏡能按時升空,擴展哈勃的視野,我們會發現宇宙中甚至有接近一萬億個星系,這一點都不奇怪。

下面,我們再來對比一下旋轉和裁剪成XDF尺寸的HUDF圖像:

新的XDF圖像!

我們將超深場和極深場分割成四個小塊進行一下詳細的對比,每個圖片的左邊是(舊的)HUDF圖像,右邊是(新的)XDF圖像。

比例可能略有偏差,但仍然可以看到兩者在星系細節上的區別。

哈勃收集光線的工作原理是,當我們觀察兩倍的時間,通常可以多看到41%的深度。

通過兩者之間的對比,我們最深刻的體會就是,我們真的急需一臺更加強大的紅外望遠鏡,能夠遠紅外線下看到更深的宇宙,這樣我們就能看到XDF上也看不見的星系。

這就是目前宇宙最深處的景象。這就是哈勃超深場和極深場,以及它們之間的區別。它們讓我們知道了宇宙的廣闊和宇宙中星系的大致數量。我們也能想到的是,韋伯望遠鏡的升空,會再一次刷新我們的宇宙觀。

量子科學論


相對論,為什麼聽起來玄?

相對論講時空彎曲。那我們首先要定義什麼是時空?什麼是時間?什麼是空間?時間是人表達過去,現在,將來順序的物理量。空間是人表達左右,前後,上下順序的物理量。那物理量又是什麼呢?物理量是人描述物體狀態的量。據此,時空的本質就是人類對大自然進行描述的物理量。它屬於人類意識範疇。你不能說時空是物質。據以上分析,我們就不能把“時空”與“彎曲”捆綁在一起。而相對論卻錯誤地把“時空”與“彎曲”聯在一起綁在一起,那麼它的後續內容註定玄而荒謬。

物理是實在的,實在性表現在物理基本分析方法即受力分析,即物質與物質之間相互作用的受力分析。倘若脫離受力分析,物理就會變成玄學,也就不是物理了。


天山我才


這是哈勃望遠鏡探索中的極端深空視場,宿寫XDF揭露了宇宙星系活動中極深和超深的圖像,揭示了最遙遠暗淡的星系。


藍月亮192596508


沒有啥影響,只不過把一群本就懵逼的吃瓜群眾唬得更一愣一愣的了而已。既然你問到了這種問題,如實告訴你宇宙從何而來,至於認可與否悉聽尊便:

轉自“宇宙時空聯盟”的文章:

全天下(108X2N個宇宙)中的每一個黑洞的前生都是由三個不同大小的恆星靈魂修煉到佛界頂層智慧之後再組合而成為一個黑洞靈魂,皆為了修煉魔界的頂層智慧而採取的最佳進化方案-----將不同的三顆恆星以最佳科學的方案演變成為一個黑洞天體......然後形成黑洞天體之後就會繼續努力吞食(實為融合)其他的大量的恆星入體,讓恆星靈魂完全不斷地融入黑洞靈魂之中,從而也就導致黑洞靈魂智慧瘋狂升級的同時其黑洞視界也越變越巨大了.這麼玩遊戲直到二百億年的黑洞壽命期限到了,則黑洞靈魂就會將壽終的黑洞天體自行消毀之後就會成功地進化成為了新的一個宇宙之王靈魂,那麼這種新誕生的宇宙之王靈魂就會去以自己修煉成功的非常卓越的科學智慧才華創造出屬於他的全新的宇宙了.......

這正是全天下必是由108x2N個宇宙構成的N個宇宙會無限地不斷生成,當然其中也有許多進化不太好的宇宙就會被進化卓越的宇宙給吞併了.正如我們的宇宙己經吞併了非常大量的宇宙從而使自身宇宙產生了瘋狂膨脹的現象.雖然人類科學對於宇宙膨脹現象誤解得非常離譜也絲毫不會干擾到我們宇宙的宇宙之王的雄心壯志了.


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