宇宙中可能存在直徑以光年為單位的巨型天體嗎?

無聊的凡


一光年有多長?光中以每秒鐘30萬公里的速度在宇宙穿行一年的時間所走過的距離就是一光年。這個距離大約是94607億公里。這是一個非常大的天文數字。那宇宙中可能存在著直徑以光年為單位的巨型天體嗎?

答案是肯定的,宇宙是中存在著這樣的巨型天體的。相對於人類的世界來講,宇宙中的天體都是非常巨大的。像太陽的直徑是大約是1392000公里,是地球直徑的109倍。太陽的直徑已經是非常的大了,但是它的直徑是無法和一光年的距離相比的。光只需要不到5秒鐘的時間就可以穿越太陽直徑的距離。因此太陽的直徑只有大約5光秒。

圖示:太陽系中最大的天體太陽

那目前已知的體積最大恆星盾牌座UY有多大呢?根據天文學家的觀測,盾牌座UY的直徑大約是太陽直徑的1800倍,也就是大約25億公里。如果把盾牌座UY放大太陽系的太陽的位置的話,它的星球表面會到達土星軌道附近。即便是這樣,盾牌座UY的直徑和一光年無法相提並論。盾牌座UY的直徑只有2.32光時,只佔了一光年的萬分之三。

圖示:已知體積最大的恆星盾牌座UY

這麼看來,在宇宙中已經發現的這些恆星是沒有一顆直徑超過一光年的了。那宇宙中直徑億光年為單位的天體是哪些呢?就是星雲。星雲也是宇宙中的基本天體之一,它是由稀薄的氣體和塵埃構成的天體。和恆星比起來,星雲的質量很大,同時體積也很大,但是密度卻很小。普通的星雲質量就有上千個太陽那麼大,直徑可達20光年左右。

簡單舉幾個例子來了解一下星雲。

上面這片星雲叫做北美洲星雲。因為它的形狀看上去就像北美洲一樣,故此得名。這片星雲跨度大約15光年,是個巨大的恆星製造工廠。

這片星雲叫做蟹狀星雲。它和北美洲星雲不同的是,它時超新星爆炸後的參與物質。它的大小最長的地方是12光年,最寬的地方是7光年。最寬的地方差不多是太陽到天狼星的距離。

星雲在宇宙中千姿百態,沒有固定的形狀,但是它們卻是宇宙中最大的天體。而像銀河系和仙女座星系這樣的更大的星系是比天體更高一級的天體運行系統了。所以我們說,在宇宙中直徑能夠一光年為單位衡量的天體非星雲莫屬了。


兔斯基聊科學


既然已經是天方夜譚了,我們就來算算。


因為題目中說了直徑這個概念,所以默認這個天體是球形的,假設密度與太陽相近。

我們把這個問題簡單點,首先一光年是多長?是9.46萬億千米。

那麼太陽的直徑是多少?1392000千米。

也就是說如果有一個天體的直徑是一光年,那麼它的直徑就是太陽直徑的6796336倍。

根據球體體積公式我們知道球體的體積是與球體半徑的三次方關聯的,所以通過體積計算,這個天體的體積大概是太陽的6796336的三次方倍,這個數字大概是3.139e+20。


而我們又知道,天體的質量幾乎完全與體積正相關,而引力與質量正相關。如果假設這個天體與太陽的密度近似,那麼它的質量也就是太陽的3.139e+20倍。


現代科學家,討論的超大黑洞質量是太陽質量的100萬-100億倍,假設我們取最高值100億倍,那麼這個直徑一光年與太陽密度相近的天體質量是超大黑洞質量3.139e+10倍。


我們知道萬有引力中,引力是與天體質量呈正相關,與天體間的距離呈反相關,黑洞之所以能夠吞噬一切,就是因為其巨大的質量。


而這個所謂直徑一光年的天體,質量是黑洞質量的300多億倍,請問啥東西能不被吸走?所以這個問題幾乎不成立,最起碼在現代科學能夠理解的範圍內再發展500年也很難成立。


但是不是就完全沒有可能存在這樣一個天體呢?比如說超級黑洞就是一個質量極大,密度甚至比空氣還低,體積還比較小的天體,它與我們在常規物理範疇對於質量、體積與密度的理解有些偏差,既然宇宙中可以存在黑洞,那麼當然也可能存在一個體積或者說跨度距離極大、密度極低、質量較大的天體了。


雖然一切皆有可能,但可能性還是低到幾乎沒有。


未泯雙瞳


在經典力學時期,人類盛行機械⚙️的世界觀,他們對各種事物的劃分是絕對和靜態的。比如,認為物質是絕對的實體,其佔有確定的空間和不變的質量。

然而,進入到二十世紀,上述形而上學的死板觀念被打破了。取而代之的,是有機的統一性,即不存在任何絕對不變的事物。

比如,放射性☢️元素的被發現,證明質量並不守恆,其僅只是能量的聚集。因此,能量與質量都是關於粒子運動的度量。只是它們所描述的粒子存在狀態不同,前者是離散的,而後者則是封閉的。

正是因為能量與質量,在本質上相同,但在形式上不同;所以,兩者才可以進行相互的轉換,存在著質能守恆定律。

又比如,盧瑟福用阿爾法粒子轟擊金箔。其意外地發現,大約只有萬分之二的粒子被反射了回來。這說明原子並非實體,原子的體積僅只是電子高速運動所形成的封閉體系。

於是,物質的質量和體積都只具有相對的意義,它們並不是絕對不變的。任何物質的質量和體積,其具體的數值,在一定的程度上取決於與之相互作用的對象,是由相互作用的雙方共同決定的。

在現實的生活中,最為常見的例子就是用x光透視人體內部的情況。眾所周知,不同頻率的光,在本質上是完全相同的,都是受到激發的量子。然而,能量越高的光子,其所具有的穿透性就越大。

比如,可見光會被人體反射回來,所以我們能夠藉助於光亮看見物體;然而,x射線可以穿透肉體,但卻被密度更大的骨頭🦴反射回來,所以我們可以藉助於x光的照射,看到人體骨骼的變化。

至於能量更高的伽馬射線,可以無礙地穿透許多物體,被用於對密度更高的物體進行探測。而對於能量最大的中微子來說,不存在任何封閉的物體,即便是地球🌍,中微子也可以無礙通過。

因此,對於天體的定義,取決於我們觀察天體的角度和方法。嚴格地說,只要是高於物理背景的能量聚集,形成了相對穩定的耗散結構,都屬於天體的範疇。

只要在足夠遠的距離,對頻率足夠低的光子進行感光,即便是鬆散的星雲也可以作為天體被我們觀測到。

比如,天上飄的雲☁️,就是相對穩定的天體,其是由無數個離散的水分子組成的。然而,當我們乘坐飛機✈️進入雲層時,卻感覺不到雲的實體性。

因此,在我們的宇宙中,直徑超過一光年的天體比比皆是。當我們仰望夜空,看到的某一微弱的光點,就有可能是數十億光年之外的星系或星系團,它們的直徑都超過了幾十萬光年。

比如,銀河系🌌的直徑大約有二十多萬光年。其之所以被稱為銀河而不是單個星體🌟,是因為我們的太陽🌞系處於銀河系之中。如果在其他的星系上觀察銀河系的話,那銀河系也只是夜空中的一顆普通的星星。

總之,如果我們拋棄傳統的機械觀念,將超出物理背景的所有物體都視為天體的話,那麼宇宙中絕大部分的天體,其直徑都是超過一光年的。

無數個天體就好比是海水🌊中所泛起的各種大小不一的泡沫,而我們人類以及地球僅只是泡沫中的泡沫。這就是為什麼,我們只能微觀地觀察現實的世界,只能看到直徑遠小於一光年天體的原因。


淡漠乾坤


宇宙中的天體一般指星球,而星球自身不可能超過一光年的。除非我們把星雲、星系也看著天體,那麼這樣的話隨便一些星雲和星系的直徑都可以超過一光年,比如說我們的銀河系,直徑就達到了10+光年。

如果這裡的天體特製星球,那麼理論上根本不允許星球的體積那麼大。星球包括行星、恆星、白矮星、中子星。行星體積一般比較小,要小於恆星。因為體積太大的話會導致內部壓力過大,要不就是形成恆星通過核反應來抵禦引力,要不就是發生坍塌形成白矮星或者中子星,甚至黑洞。比如太陽系內最大的行星木星,其體積是地球的1312倍。如果密度不變體積變得和太陽一樣大,那麼木星也將會開啟核反應變成一顆恆星。恆星也體積也不能過大,過大的體積導致他們即便通過核反應都無法抵禦自身引力,因此也會發生坍塌變成白矮星或者中子星或者黑洞。

我們目前已知的最大恆星就是星盾牌座UY,它的直徑也才19個天文單位而已。而即便恆星體積再大,也萬萬不能超過一光年。因為如此巨大的恆星其史瓦西半徑都不止一光年,所以坍塌成為黑洞是其必然歸宿。


科學探秘頻道



宇宙中體積最大的恆星是盾牌座uy,但它的直徑也僅僅是太陽直徑的1420倍,光只需要9個多小時就能環繞盾牌座uy一圈,而環繞我們的太陽僅需14.5秒,盾牌座uy的體積雖然說太陽的45億倍,但它的質量只有太陽的32倍,宇宙中的天體的體積越大質量也就越大,相應的引力就會進一步約束天體的體積,具體到恆星身上就會變成黑洞。

一個恆星的質量如果超過太陽質量的3.2倍,那麼它在死亡之後就會變成黑洞,更準確一點來說,任何一個天體只要它的質量達到了太陽的3.2倍以上就都能變成黑洞,黑洞就是由強引力坍縮而成的。


所以宇宙中是不會有什麼任何一種星球直徑達到一光年的,黑洞也不行。

宇宙中唯一直徑達到光年級別的只有天體系統,比如包裹太陽系的奧爾特雲直徑達到了2光年,我們的銀河系直徑更是達到了20萬光年,但這些都不是單個天體。

超新星爆發後的星雲直徑也能達到數光年,再距離地球6500光年的金牛座有一個超新星爆發後形成的星雲,這個名為蟹狀星雲的天體直徑已經達到了12光年,而且還以每秒1000公里的速度膨脹中。


物理定律規定了宇宙中單個天體體積是不可能達到一光年的,唯有那些天體系統和密度極低的星雲可以將直徑擴大到數光年。


宇宙探索未解之迷


答:單一天體的尺度還達不到一光年,但是由單一天體相互聯繫,組成的引力結合體,引力的影響範圍可以達到數十萬乃至數百萬光年。


單一天體:也稱作單星,指不與其他同類星體構成聚星系統的單個天體。

比如我們太陽,就是一顆恆星類型的單一天體;距離太陽最近的恆星系統,就是由三顆恆星組成的聚星系統,叫做半人馬座三星。


光年是距離單位,表示光一年行走的距離,大約是9.46萬億公里,足足可以繞地球兩億三千六百五十萬圈,幾個天體的尺度如下:

(1)我們太陽的直徑為140萬公里;

(2)目前發現體積最大的恆星,是距離地球9500光年的盾牌座UY,直徑大約是地球的2000倍28億公里,約合0.0003光年;

(3)目前發現最大的黑洞,是距離地球104億光年的Ton 618,質量是太陽的600億倍,視界半徑足足有3850億公里,約合0.04光年;

(4)銀河系直徑大約20萬光年;

(5)目前發現最大的星系,是距離地球10.45億光年的“IC1101星系”,據天文學家估計,IC1101的直徑為400~600萬光年,是我們銀河系的20多倍;

以上數據,恆星和黑洞屬於單一天體,直徑都遠遠達不到一光年;但是由單一天體組成的星系,直徑卻高達幾十萬到數百萬光年。


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艾伯史密斯


宇宙中可能存在直徑以光年為單位的巨型天體嗎?

這要看這個天體是如何來形容的了,假如是單一的,那麼星雲應該算一種,如果是眾多天體的聚合體,那麼星系也可以算!如果要求是類似於恆星或者恆星的各種發展階段的,也許就沒有了!

我們觀測到的最大的恆星盾牌座UY,理論上也僅僅到達了土星軌道附近而已!直徑大約為19天文單位,而這距離光年還遠呢!

用太陽系來做比較非常容易理解,因為誕生太陽系的奧爾特雲直徑約一光年,而太陽系柯伊伯帶以內與一光年的直徑相比較,幾乎就可以忽略不計!

藍色外圈代表的就是奧爾特雲,與中心的太陽系相比,也許就看不到了.....因此我們觀測到天體距離光年的規模還遠著呢!

假如有一顆恆星的直徑達到光年級別的話,那它就不再是恆星了,因為其巨大的質量早就的引力會直接將其自身坍縮成一顆黑洞!只有瀰漫狀態的星雲才有可能超過的尺寸,因為瀰漫在星際空間中的星雲物質密度極低,甚至比地球上的真空狀態物質還要少,但這架不住星雲巨大的面積!

上圖大家都知道是“創生之柱”,它是鷹狀星雲的一部分,創生之柱的條狀物長度達到了4光年以上,而更大的鷹狀星雲長約70光年,寬約55光年,在這個尺寸下即使一立方公里只有一克星際物質,那麼這個星雲所含的物質仍然是個天文數字!當然創生之柱正是誕生恆星的區域!

這銀河系大家都知道直徑約為10萬光年,當然最新的數據是修正為了16-20萬光年!這算大了嗎?其實比銀河系大的多了去了!

比銀河系大的幾個典型天體,而最大的那個是IC1011,上圖的比例也可以看出這個星系的巨大,當然這僅僅是我們觀測到的,而可觀測宇宙已經廣袤達到了930億光年,我們並非觀測到了每一處天體,因為即使從天空中任何一塊區域曝光十多天,那麼又是一張深空照,誰也不知道這些天體的背後會有多大的天體!

而這是哈勃2.4M直徑的主鏡的效果,未來詹姆斯直徑達到了6M,也許我們將能發現更大的天體!作為圍觀群眾,我們十分期待!

只是不知道它什麼時候能上天,也許要“杜蕾斯”出馬才能將它送上天了!


星辰大海路上的種花家


光年是個長度單位,若按宇宙尺度來看,用光年來表示距離的話還是比較適合的,因為天體之間的距離動輒就是幾百幾萬光年直到數十億光年。但單一天體的直徑大小相對於天體間的距離來說就顯得微不足道了,用光年來表示就很不適合,一般還是用千米來表示天體大小的。

我們先看看光年這個長度單位有多大,以真空中的光速一年走過的距離,1光年(ly)=9460730472581千米(約9.46萬億千米),這個長度是地球到太陽平均距離(約1.49億千米)的63240倍。而太陽系的邊緣,按照廣義上以太陽的引力所能影響的範圍,也就是奧爾特雲來界定,也只有5萬到10萬天文單位,也就是半徑一光年左右。但這是指太陽系的大小而不是單一天體。那我們看看目前觀測到的宇宙中幾個最大的天體有多大?

先說恆星,目前已知體積最大的恆星是盾牌座UY,這是一顆位於盾牌座的紅超巨星,其直徑約23.78億千米,這樣巨大的一顆恆星如果放到太陽的位置,可以把木星的軌道包含進去並接近土星的軌道。如果用“光”來測量的話,光速環繞這顆恆星的一週需要約9個多小時,相比光年這個距離還是顯得太小了。

那麼比這種超大體積的恆星還要大的天體是什麼?只能是黑洞或者和黑洞有關的類恆星天體了,因為黑洞的質量幾乎是沒有上限的,不過最近有些研究認為黑洞質量上限約為500億個太陽質量(只是一個理論假說,目前還沒有發現這麼大質量的黑洞),而黑洞的體積目前來看也沒有什麼限制,它的體積可以小到比原子還要小(幾乎瞬間蒸發),也可以非常大,其半徑可能超過整個太陽系。但是以目前人類的觀測技術,黑洞對我們來說基本上是隱形的,因此很難確定黑洞有多大。但宇宙中有一種叫做類星體的天體,這是上個世紀60年代天文學“四大發現”之一。

類星體是一種特殊的天體,距離我們都十分遙遠,其中心是一顆至少千萬太陽質量以上的超大質量黑洞,雖然其中心的黑洞不會發光,但是與周圍物質的作用使其成為了宇宙中最耀眼的天體。與星系相比,類星體要小很多,但是釋放的能量可以是星系的百千倍。目前為止已知的質量最大的類星體是S5 0014 + 81,根據2009年最新一次測算,這個類星體中心的黑洞質量約為400億個太陽質量,其史瓦西半徑大約有1190億公里,也就是說,其直徑達到了2380億公里(等於1600個天文單位)!是冥王星軌道的40倍,圖中中間那個小白點就是包括冥王星在內的太陽系!

如此巨大的黑洞,其視界範圍也只有0.025光年,還是太小了點,但是其周圍類似吸積盤的物質直徑可以達到光年這個單位,但用光年來描述的話,又顯得不太精確,也不方便。

所以,在我們目前所能觀測到的宇宙來說,還沒有哪個單一天體的大小能以光年來測量,畢竟宇宙很大,天體很小。


清明的星空


不會存在的,除非你說的也包括星雲,恆星做不到那麼大,因為過大了就會被引力變成黑洞。


坦克大戰蜘蛛俠


直徑一光年的天體,宇宙中不可能存在。宇宙無限,充滿了無數的未知與可能。但所有的可能,都必須要遵循一條規則,那就是宇宙規律。

說到無限的宇宙,總能讓人無邊幻想。覺得各種相像力所能想到的,都應該存在。比如超光速飛行,比如時光倒流等等,這些是永恆的科幻作品題材,但永遠只存在於各類想象中。包括這個一光年直徑的天體。



各類天體都是由星雲演化而成。當原始恆星的質量達到太陽0.08倍,也即是85個木星質量時,萬有引力造成的重力內縮就有可能點燃氫聚變。生長到一定太陽的質量,這個過程必然發生。當氫聚變開始後,就開始不停的向外噴射物質,恆星質量由此不停的開始減少了。產生的等離子恆星風也將星雲的殘餘物質吹出自身的引力範圍,以致恆星無法再獲得質量補給。

太陽的直徑是140萬公里。已知最大的盾牌座uy直徑是24億公里,而1光年的直徑是9.4萬億公里。在太陽大小級別就會產生核聚變而停止增長了,怎麼讓它無限增長到一光年呢?


除非不讓他核聚變,繼續讓引力吸附物質無限生長下去。什麼力量可以制止如此體量的星球內部運動呢?無法想象。但是制止了核聚變,質量越大導致的引力越來越大又怎麼解決呢?不允許核聚變,恆星也因為支撐不了重量而必須向內塌縮。是不是又要把引力消除呢?力無法消除。消除引力,就先要推翻質能轉換方程了。要推翻質能方程,所有的物理模型都要推翻。好吧,現在,你已經可以再造一個你規定規則的宇宙了。你變成上帝了。不立足於科學的幻想證明了為了完成一個悖論,需要更大的悖論來支持。最後進入死局。


人類物理學發展觀到今天,微觀世界的量子力學和宏觀高速世界的相對論已經對我們身處的宇宙搭建了理論框架。物理學大廈是一層層搭建上去的,互相印證,互相證偽。它讓我們理性的看宇宙。


哈勃和天眼已經讓人類的眼睛看到了137億光年的距離。無數的恆星資料具有了宇宙統計學的絕對樣本量了,客觀顯示了星體大小的上限值。這就是宇宙規律。不要幻想在無限遠處就有一光年直徑的恆星,一個不會有,有一個,就對所有的物理學定律全盤推翻。目前為止無數恆星,無數因為引力造成的熱核反應臨界值。這些明證遵循的是什麼定律呢?不是人類為了讓宇宙規律符合物理規定特地去點火的吧。

如果一定要說有,不妨先證明137億光年已觀測宇宙為何沒有存在它。乃至十分之一光年直徑的都沒。不基於科學的想象,就讓它在童話故事裡存在吧。

謝謝閱讀,至於超光速,時空回溯之類的悖論話題,非本問答說問,等到再有,再答。


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