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科学家在给宇宙标绘地图绝不是吹牛，地图包含整个宇宙大小！

2019-03-05 19:41阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/5852204506

今天的话题看上去有些不可思议，但事实上总会有些让人出其不意的可能。那些科学家不但通过不懈努力终于做到了，制作出一个史无前例让人难以置信的宇宙地图模型，而且居然还给出了惊人的言论-------宇宙无限大。
科学家在给宇宙标绘地图绝不是吹牛，地图包含整个宇宙大小！
三维宇宙地图模型
给宇宙制作一个地图模型，也许会超出大多数人的认知底线，会有好多阅读此文的朋友骂我是一本正经的胡说八道！不过事实胜于雄辩，我的解说和写作表达能力可能会存在些不足，但不足以成为否认这个问题客观存在的真实性的理由，因为科学是严肃性的也是可塑性的。据说这个规模宏大气势非凡的三维地图模型被科学家给塞进1000万x100万x100万数量的银河系，而我们的银河系在其中如沧海一粟。当我们能够有幸亲临一睹其芳彩之时，或许我们真的被惊讶到开始怀疑人生还有没有意义。
相对于科学研究而言，关于宇宙的话题争议之多甚至超过宇宙的物质，但更多的话题和研究成果已经被广泛认可或形成共识。科学家为宇宙建立数学模型，大多数实践验证成果符合现有的理论体系支持，同样在这个基础之上科学家仍然可以为宇宙建立一个有别于违背科学的三维地图模型，一个能让众人耳目一新、惊掉下巴的三维地图模型！让我们站在宇宙中这个小小的地球之上仰望星空，对可观测宇宙进行深入细致精确的描述。
科学家在给宇宙标绘地图绝不是吹牛，地图包含整个宇宙大小！
三维宇宙地图模型
r> 为宇宙建立一个三维地图模型并非只是一个设想，更重的是如何对其息息相关的诸多待解之谜及研究课题展开更深层次的观测研究活动，把更多的富有成见的理论和有效的研究实践结合起来形成科学共识。宇宙之大超出了我们任何人的想象，我们不能去宇宙中各个地方一探究竟，当然也不能观测到整个宇宙的全部景象，除了这些限制我们行动的客观因素之外，还有一些根本不被我们所发现的宇宙物质，而这些物质似乎是跟我们每一个人都相关联，但遗憾的是到现在还未有被证实和发现，我们只能根据理论学说去完善每一个步骤，或许这样的理论也许从一开始就是个假说，但无论如何我们人类的科学探索的步伐是紧随其后的。
建立宇宙三维地图模型与普通地图无法相提并论，在可观测宇宙之内存在大约2000亿个像银河系这样规模的恒星系，要想精准的确定这些星系的坐标位置和距离似乎是异想天开让人难以置信，但利用恒星的红移效应作为测量工具来确定其距离位置是非常有效的做法，除此之外还有更多的可行性办法用来实施。
科学家在给宇宙标绘地图绝不是吹牛，地图包含整个宇宙大小！
三维宇宙地图模型
建立三维地图模型如何超越可观测宇宙的大小及事件视界以外物质信息的物理限制呢？
所谓可观测宇宙就是，我们作为一个观测者把自己看作是观测中心，运用所有手段能观测到的宇宙物质及相关信息能够产生互动的事件视界，这个事件视界就被称为可观测宇宙。而在可观测宇宙中我们能借助观测的介质就是光或电磁波，光是宇宙中所有恒星的能量发射的产物，利用光的速度及颜色特性来获取相关信息的方式是最直接也是最有效的。
我们的可观测宇宙年龄137亿岁，直径大小约930亿光年，我们的可视半径为465亿光年，理论上超越这个距离就在可视范围之外。宇宙大爆炸发生以来，还有更多的恒星所发出的光因为距离我们极为遥远到目前为止还未到达地球，随着宇宙在不断地快速膨胀中，这部分光很可能永远不会被我们观测到而成为事件视界之外的宇宙部分，也就是说我们无法确定宇宙到底有多大，当然更无法确定不可视宇宙部分的物质组成，要想建立标绘整个宇宙地图岂不是异想天开吗？
科学家在给宇宙标绘地图绝不是吹牛，地图包含整个宇宙大小！
星系红移观测图片
我们的宇宙是一个充满了诸多奇怪现象的宇宙，宇宙大爆炸理论的提出存在一些疑点，但同样也有更多的实践证据支撑其可靠性与合理性。科学家能够计算宇宙的年龄及大小，尤其是在可观测宇宙之内，在事件观测中的一些重要科学发现验证了哈勃定律存在的正确性。当前宇宙正在加速的膨胀，可观测宇宙之内的物质正在远离我们，越来越多的恒星系可能会消失在我们的视线之内，成为不可观测宇宙的一部分。
显而易见宇宙有着极其令人惊讶的特性存在，说起宇宙的某些特性，哥伦比亚大学教授、理论天体物理学家詹娜莱文认为，我们观察到的周围的星系及遥远的天体似乎全部在远离我们地球，而且离得越远远离的速度就越快，鉴于星系并非静止的物体，所以想把它画在地图上谈何容易。我们所在的观测点并非是一个中心点，鉴于宇宙空间各向同性的特性无论我们处在哪个星系观察可观测宇宙而所得的数据都是一样的，可观测宇宙的大小半径都是465亿光年。我们无法为自己的观测确定一个中心点，显然这个想法也是错误的，我们在宇宙中根本没有一个特别的点，当然也不会成为一个特别的点，这看似所有的星系都在远离我们，这让我们有了自己处在中心位置点的感觉其实是错误的。事实上的情形是宇宙中所有的点都在相互远离，不存在一个绝对的中心点，唯一能解释通的理论就是宇宙正在快速膨胀变大，星系并没有在空间中发生移动变化，而是空间被无限拉大。事实上詹娜莱文也是参与制作宇宙三维地图模型的科学家。
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星系红移观测图片
基于宇宙的特性而言，制作三维地图模型难道就无从下手了吗？其实不然，科学家有着众多宽广的思路及先进的科学手段加以利用。虽然宇宙在不断地扩张，但在扩张中总会留下一些破解秘密的蛛丝马迹及信息。我们知道宇宙空间在被拉伸的同时，那些远离我们观测点的恒星所发出的光也会发生改变，光波被拉的越长颜色就变得越红，这种现象被称作红移效应。利用恒星的红移效应值来测量恒星与我们观测点之间的实际距离及其它信息，是制作地图的关键有效的工具。
位于新墨西哥州阿帕契天文台，一口直径2.5米大小的天文望远镜参与了巡天测量计划，主要测量获取恒星系的光谱数据及红移值。而加入计划的核心人物戴维.施莱格尔是一位出色的宇宙学家、大学实验室博士，在他的领导下参与制作地图模型。
戴维计划先将现观测到的100万个最亮的恒星系放进地图之中，其余的在后期将循序渐进的加入丰富其内容，这项工作绝对是一项十分巨大的工程也是一个史无前例的伟大之举。
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用望远镜观测恒星红移情况的难点在于每次观测时不能仅限于单个星系，否则就没有实际效率可言。他们所采取的办法既聪明又笨拙，聪明的是观测效果及效率非常理想，笨拙的是人力操作的工作占据了大部分，不过相对于实际效果而言这是非常注重实际的行为了。
具体的做法是采取了望远镜两次巡天观测的做法，第一次只限于望远镜对星系拍照建立一张二维图片，然后将图片上的图像复制在一张圆形金属感光盘上，再把金属感光盘上的恒星图像逐个在相应的位置上打孔，即每一个小孔代表一个星系。这些小孔对应了每个星系的目标二维位置，一张感光金属板上可以容纳包含1000个星系,更多的星系需要生产更多的感光金属板。
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斯隆巡天计划望远镜感光板
感光金属板小孔建立完毕后根据望远镜观测需要被专人插入光纤，每个孔插入一根光感应光纤，全部由专门人员来手工完成，完成后将感光金属板重新返回望远镜内观测所对应的星系，这事实上是在完成第二次巡天观测工作。通过望远镜对目标星系进行恒星红移值测量，感光金属板上每个小孔所对应的感应接收器接收到目标星光之后将信号传给分析系统进行处理，最后得出目标恒星系的红移数值。然后科学家根据恒星的红移值来计算星系的距离，由此距离确定第三个位置坐标，至此有了这个关键的位置坐标数据用于制作地图显然非常富有成效。
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感光板光纤
在戴维的组织下他的团队首先制作出了一个包含100万个星系的电脑三维地图模型，后期还会有更多的发现和制作。这个史上最规模宏大的地图展现在众人面前，如果随着地图的三维角度变换进入地图内部，此时即使你有无限的感慨都被惊讶所替代，看到那些星星点点的星系星罗棋布的分布在其中，我们无法确定自己所在地位置，甚至感觉自己不曾存在过的那种绝望之觉。我们的银河系在其中只是一个光点，而我们的太阳系被光点给淹没在其中，我们的地球根本无从发现只有将地图尽可能的放大许多倍后才得以显现，那也只是一个微不足道的小光点。
通过三维地图模型可以发现，宇宙的星系分布并非随机性的存在，宇宙的各个层面的结构有许多规律性的特点，它们被一种神秘的力量所牵引而聚集成一张宇宙网，星系组成网格而中间一大部分区域是不可见物质。随着后期被发现了的星系越来越多，制图工作也在井然有序的进行，地图范围每时每刻都在补充完善之中，但更多的难题似乎仍然是个无法逾越的天堑。

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