文章发表于2025-05-20 10:28:02，归属【科技前沿】分类，已有28人阅读
宇宙浩瀚无垠，充满了神秘。尽管科学已经取得了长足的进步，但仍有许多奥秘有待解开。下面我们来总结一下目前已知的关于宇宙的知识。
什么是太空？
太空近乎是完美的真空环境，没有空气。但它并非空无一物：太空中存在多种形式的辐射，还有气体、尘埃和其他物质的粒子在虚空中漂浮。
从地球上看，我们能观测到距离地球任意方向 465 亿光年范围内的行星、恒星和星系。这片太空区域被称为可观测宇宙。据估计，宇宙的年龄在 114 亿至 138 亿年之间。
什么是外太空？
从地球的视角来看，外太空是指地球与太空分界之外的所有区域。关于外太空的具体起始位置，存在不同的定义。最广泛使用的边界是卡门线，它位于平均海平面以上 100 公里处。从这一标记开始，空气变得过于稀薄，普通飞机（依赖升力）无法飞行。
外太空的结构
外太空可根据主导的磁场和 “风” 划分为几个区域：
1. 地球空间：靠近地球的外太空区域，位于地球高层大气与地球磁场最外层之间。
2. 行星际空间：太阳系内的外太空，由太阳风主导。太阳风形成了日球层 —— 一个围绕太阳及其行星的巨大 “气泡”。
3. 星际空间：星系中恒星系统之间的空间，充满了由气体和尘埃组成的星际介质（ISM）。
4. 星系际空间：星系之间的空间，几乎接近完全真空，通常没有尘埃和碎片。
太空由什么组成？
科学家认为宇宙由三种物质构成：普通物质、暗物质和暗能量。
1. 普通物质。又称常规物质或重子物质，由质子、中子和电子组成，构成了我们周围所有可见的物体 —— 恒星、行星、树木、动物和人类都由普通物质构成。令人惊讶的是，普通物质在宇宙中的比例非常小，不到 5%。
2. 暗物质。暗物质既不发射也不吸收光和能量，因此完全不可见。科学家推测它由非重子物质组成，如 WIMP（弱相互作用大质量粒子）、中性微子和中微子。尽管无法直接观测到暗物质，但天文学家通过它对普通物质的引力效应推断其存在。例如，对螺旋星系的研究表明，它们包含的质量比可见质量更大。如果没有暗物质，星系就会分崩离析，因为仅靠普通物质的引力不足以将所有粒子聚集在一起。据推测，暗物质约占宇宙的 27%。
3. 暗能量。这是一种假设的能量形式，与引力作用相反：它会将宇宙中的物体推开，而引力则试图将它们拉近。科学家提出暗能量的概念来解释为什么宇宙不仅在膨胀，而且膨胀速度还在加快。目前，科学家尚未确定暗能量的性质和起源 —— 在这里，“暗” 更多意味着 “未知”，而非像暗物质那样字面意义上的 “黑暗”。据估计，暗能量约占宇宙的 68%。
太空中的五大奇异天体
科学家对宇宙探索得越深，就发现越多不寻常的天体和区域。以下是一些最引人注目的宇宙奇观：
1. 宇宙中最冷的天体——回旋镖星云。这是目前已知宇宙中最冷的地方，位于半人马座，距离地球约 5000 光年。其内部深处的温度为 - 272°C，仅比绝对零度高 1 度。
2. 宇宙中最热的地方——类星体 3C 273。位于室女座的类星体 3C 273 是太空中最热的区域之一，温度在 20 万亿至 40 万亿 °C 之间。它也是人类发现的第一个类星体，是从地球上观测到的最亮类星体。
3. 宇宙中最古老的恒星——玛土撒拉星（HD 140283）。这颗恒星年龄约为 160 亿年，是宇宙中已知最古老的恒星 —— 有趣的是，它甚至比宇宙还要 “年长”（科学家仍在研究这一现象的成因）。它位于天秤座，用双筒望远镜即可观测到。
4. 宇宙中最大的天体结构——武仙 - 北冕座长城。这是可观测宇宙中已知最大的结构，跨度达 100 亿光年，可能包含数十亿个星系。它位于武仙座和北冕座方向，距离地球约 100 亿光年。
5. 宇宙中最大的水源——类星体周围的水云。太空中最大的水源所包含的水量是地球所有海洋水量的 140 万亿倍。这是一团围绕类星体 APM 08279+5255 的水蒸气云，位于天猫座，距离地球 120 亿光年。