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地球软件 观察地球

为什么人类可以观察到几十亿光年外的星系 ， 而地球上过去的一秒却观察不到？有很多原因 ， 让现在的人类可以观察到几十亿光年外的星系 。但最关键的原因有两个 ， 我们出现的时间和我们拥有的技术 ， 这两者都恰到好处 ， 因此现在的人类才能同时也才有机会观察到数十亿光年外的星系 。
人类发展出了一系列观察远方星系的技术 ， 从地面上的各种光学天文望远镜以及射电天文望远镜 ， 到利用火箭发射到太空中的太空望远镜 。这些技术 ， 可以捕捉到极其微弱的光 ， 让我们得到远方星系的照片 ， 分析这些照片 ， 天文学家们就能算出星系的距离 。
图示：太空中的哈勃太空望远镜 。
通过连续长时间的曝光的方法 ， 哈勃看到了极其遥远的过去 ， 因为数十亿光年外的星系 ， 本质上等同于数十亿年前的星系 。
图示：哈勃深空和超深空照片 ， 揭示了宇宙遥远的过去 。
哈勃空间望远镜于2003年9月24日至2004年1月16日期间 ， 通过对准某个最黑暗的天区 ， 进行了连续113天的曝光 ， 捕捉到了130亿年前的宇宙景象 。越是遥远的星系就代表着越是遥远的过去 ， 也代表着年轻的宇宙 。这张著名的哈勃超深空照片上 ， 据分析拥有大约10 ， 000个星系 ， 它们都是在宇宙大爆炸仅仅几亿年后诞生的星系 ， 很可能是第一批星系 。
图示：哈勃超深空照片 。
这张照片上最小最红的光点 ， 是宇宙中最古老的星系 ， 它们是在宇宙的年龄大约只有八亿年时就诞生了 。现在它们距离我们非常遥远 ， 远在数百亿光年之外 。且慢 ， 怎么可能远在数百亿光年之外 ， 宇宙只有137亿年的历史呀？
是的  ， 宇宙只有137亿年的历史 ， 可是当这些星光上路 ， 朝着地球这个方向飞驰而来的同时 ， 宇宙还在不断膨胀中 ， 虽然这些光到达地球只花了大约130亿年的时间 ， 简单说这意味着发出光的星系 ， 距离地球似乎只有130亿光年的距离 。但天文学家说还必须加上在这130亿年时间中 ， 宇宙加速膨胀造成的空间距离的加速的拉长 ， 因此现在这些最古老的星系如果它们还存在的话 ， 那么它们真的距离我们有数百亿光年的距离呢 。
图示：可见宇宙范围 ， 直径930亿光年的一个球 。
从太阳系中往宇宙的四面八方望去 ， 我们能看到的宇宙范围 ， 被称为可观察宇宙 ， 虽然宇宙的年龄只有137亿年 ， 但是可观察宇宙的范围 ， 实际上大约是930亿光年 ， 我们就被包在这个直径930亿光年的球体中 ， 这就是人类现在能观察到的宇宙边界 ， 这是考虑到宇宙加速膨胀和 ， 换算出来的离地球最遥远的星系的当前的实际距离 。
而我们在宇宙中可观测性距离的极限 ， 是由一组宇宙学视界决定的 ， 这些视界根据各种物理限制 ， 主要是我们可以在多大程度上获得宇宙中各种事件的信息来进行限制 。最著名的限制是粒子地平线 ， 这是一个基本限制 ， 来源于宇宙当前的年龄 。
宇宙膨胀已经超光速 ， 未来的文明 ， 将无法再看到遥远的星系 ， 因为它们都会消失在膨胀的空间中 。因为所有远方星系发出的光 ， 将再也到达不了目的地 。这就像站在一条逆向运动的传送带上 ， 如果传送带的速度超过了你奔跑的速度 ， 那么你就永远到不了目的地 。
我们今天宇宙中的星系 ， 那些超过150亿光年的星系（考虑到了空间膨胀因素）似乎已经在以超光速远离银河系 。这是什么意思？
意思是 ， 如果你今天进入宇宙飞船并以光速向它们飞过去 ， 那么你永远都飞不到！
宇宙的超光速膨胀告诉我们 ， 当两个星系间的距离超过某个临界距离后 ， 这两个星系间的联系就将终结 。而宇宙的膨胀率没有理论上的上限 ， 因为它本身并不是速度 ， 只是宇宙的一个属性 ， 最终取决于宇宙的能量 。
图示：黄圈是当前的可观察宇宙 ， 但实际上 ， 现今我们真正可以用光速触及的区域 ， 只剩下紫色的圈子 ， 大约只有145亿光年的范围 。
随着时间流逝 ， 当紫圈内的星系“移动”到紫圈外 ， 它们就将变成新的无法触及到星系 ， 从它们那里发出的光将再也到达不了地球 。
图示：银河系融合本星系群 ， 其它星系越来越快的远离银河系
也就是说 ， 随着时间的流逝 ， 远方的星系 ， 最终将一个接一个的消失在夜空中 ， 永恒的消失 ， 最终将只剩下还受到引力束缚的本星系群 ， 这些星系群将在很久以后 ， 融合成一个巨大的星系 ， 大约500亿到1000亿年后 。到那时将再也没有几十亿光年外的星系 ， 银河系将成为宇宙级单身汉 ， 我们可以将那时的银河系称为超级银河系 。
图示：超级银河系外再无其它星系
到那时 ， 从超级银河系中诞生的新文明 ， 在宇宙中举目四望 ， 会发现它们所在的星系就是宇宙中的唯一星系 。它们也将永远不知道 ， 宇宙是怎么起源的 。更不会知道 ， 在它们无法触及到的区域 ， 宇宙还在不断地膨胀中 。
【地球软件 观察地球】所以 ， 人类生逢其时 ， 能观察到数十亿光年外的星系 ， 还因此知道了宇宙的起源史 。

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