文章发表于2025-07-17 09:35:29，归属【科技前沿】分类，已有14人阅读
当你想到太空时，脑海里会浮现出什么画面？想象一下，有个朋友炫耀自己最近参观过的宽敞建筑、体育场或博物馆。你脑海中浮现的建筑是巨大且宽敞的吗？它仅仅是非常大，还是显得空荡荡的？
“宽敞” 一词并不一定意味着空旷，它只是表明里面有足够的空间让人们在物体之间活动。同样，外太空也并非完全空无一物。它广阔无垠且在不断膨胀，但其中存在着大量物质。
太空从何处开始？
地球被不同层次的各种气体所环绕。在海平面处，地球大气层每立方厘米约含有 1000 亿亿个分子，随着海拔升高，大气层会变得越来越稀薄。
在大约 50 到 62 英里（80 到 100 公里）的高度，空气稀薄到不足以让飞机飞行。这个分隔地球大气层和外太空的边界被称为卡门线，以匈牙利裔美国工程师和物理学家西奥多・冯・卡门的名字命名。卡门线以上的所有区域都被称为太空。
太空的密度各不相同，但平均而言，每立方厘米大约只有 1 个原子。试想一下，骰子大小的一块地球大气层包含数十亿亿个空气粒子，而在太空中，同样大小的空间里仅含有一两个粒子。
星际介质与辐射
太空，或称外太空，是一个广阔的、近乎完美的真空，几乎没有物质。与地球大气层相比，这个真空中的粒子非常少。然而，它并非完全空无一物。
太空中散布着被称为星际介质的物质，其中包括氢原子和氦原子。这两种是太空中最常见的元素，以带电和中性两种形式存在。星际介质中还含有宇宙尘埃 —— 由碳、硅等多种元素构成的微小颗粒，散布在整个太空中。
被称为宇宙射线的高能粒子 —— 主要是质子和原子核 —— 以接近光速的速度在太空中穿行。宇宙射线来自包括太阳在内的各种恒星，以及超新星、落入黑洞的物质、碰撞的星系等。
太空中充满了各种形式的辐射，包括宇宙微波背景辐射，这是宇宙诞生时遗留下来的热量。超新星、黑洞等高能宇宙事件也会发射 X 射线和伽马射线。
恒星、行星和许多其他天体产生的磁场也遍布太空。这些磁场像磁铁一样通过吸引或排斥带电粒子来影响它们的运动。
暗物质与暗能量
科学家预测，一种尚未被观测到、不发射光或能量的物质形式 —— 暗物质，构成了宇宙质量的很大一部分。研究人员推测它的存在，是因为他们能观测到它对其他可见物质的引力作用。
同样，科学家预测一种被称为暗能量的神秘能量形式正在推动宇宙的加速膨胀。与暗物质不同，暗能量与物质或引力无关，而是太空本身的一种属性。
可以把宇宙想象成一个气球。暗物质就像气球的材料，影响着它的形状；而暗能量则像被充入气球的空气，它不会改变气球的材料，但会影响气球膨胀的速度。
太空会弯曲吗？引力能使太空弯曲吗？
太空也会弯曲。想象一下，太空就像一张巨大的、有弹性的蹦床。如果你把一个沉重的球，放在蹦床中间，它会使蹦床向下陷出一个大坑。这个凹陷类似于太空在像行星或恒星这样的大质量物体周围发生的弯曲。球越重，引力就越强，凹陷也就越深。
如果你在中间放有保龄球的蹦床上滚一个小弹珠，弹珠可能会开始绕着保龄球造成的凹陷转动。弹珠沿着凹陷的曲线运动，就像行星沿着太阳周围太空的曲线运行一样。
想象你拿着手电筒在蹦床上照射。如果光线靠近保龄球造成的凹陷，它在传播时可能会有一点弯曲。这类似于光线经过太空中像星系这样的大质量物体附近时发生的弯曲。
可以把具有巨大引力的黑洞想象成蹦床上一个更大、更深的凹陷。如果你把弹珠滚到离这个极深的凹陷太近的地方，弹珠就会掉进去消失不见，就像太空中的物体可能会被拉入黑洞且无法逃脱一样。
所以，太空会在具有强大引力的大质量物体周围发生弯曲，就像蹦床在放置重物时会弯曲一样。
太空不仅仅是一片虚无，它包含着粒子、辐射、磁场以及神秘的物质和能量形式。可以把太空想象成一个三维游乐场，恒星、行星、星云和星系等天体都存在于其中，共同构成了我们这个奇妙而复杂的宇宙。