探索的宇宙~從十億光年到0.1飛米 @ kipp的部落格

就先從10億光年的外太空開始吧！十億光年，是一個什麼概念呢？

光年，光走一年的路程。光速！它是速度公認的極限，每秒299792458米，能在眨眼間繞地球七圈半。看見麼，就這麼快的光，讓他跑吧，跑個一年，所度量出來的距離就是一光年了。現在各位把滑鼠移到螢幕的左下角，點“開始”－“程式”－“附件”－“計算器”，都來動手算算它，這一年是31536000秒，一秒跑299792458米，乘出來就9454254955488000米，約等於十萬億公里吧。你說什麼，簡直天文數字？廢話，天文上的數字當然得是天文數字啦～～～～～但這也僅僅只不過是一光年的長度。

當我們看到十億光年以外的星星時，映入我們眼簾的那束星光已經在茫茫宇宙間飛奔了十億年。換句話說，我們現在看到的僅僅是它十億年之前的樣子！現在的它究竟如何我們只有再等待十億年才能看到……不寒而慄！

普遍認為宇宙誕生到現在有150億年。所以我們可能觀察到的最廣闊宇宙空間的直徑只可能在150億光年這樣的範圍之內。150億光年遠的地方的光被我們看到時已經在宇宙間穿越了150億年，那是宇宙誕生時的影像！！！

下面這張圖是在十億光年這樣的數量級下觀測宇宙，上面的每一個象素點所表現的事物都是無比古遠的。

1億光年

現在我們把視野縮小10倍，宇宙看起來還是空空如也，“星”光點點。可是，那些點點斑斑的真的是星麼？

1000萬光年

把眼光再降低一個數量級，那些點點看起來依然象是星星哦^_^

100萬光年

近些，再近些。**！什麼呀，這麼面熟？這就是你所說的“星星”麼？是星星，一堆星星。我們管它叫銀河系

10萬光年

這是銀河系，我們的家園。來個特寫，

在10萬光年這樣的數量級下，我們就看見了整個的銀河系。事實上，銀河系的直徑就是十萬光年。真有哪位能發明個跟光速一邊快的飛船，從銀河系的這邊飛到對面來個大吊角，就要十萬年的時間！**，在這樣漫長的旅程來看，人生不過朝生暮死，蜉蝣一般。但這只是對相對於銀河系靜止的觀測者而言，船上的人員感受到的旅程其實只有數分鐘。相對論呀，深了去了

萬光年

夏夜在內蒙的草原上，平生第一次如此清晰的看見了銀河，一條黯淡的光帶橫亙夜空。由此就能夠大致估計出我們的位置，如果把銀河視為一個巨大的扁盤子（飢餓者也可把它視為大餅，麻醬白糖的^_^）我們就是應該在這張扁盤子的平面上。否則如果不是這樣的話，我們高於或低於它，那麼看到的夜空就會顯得一半亮一半暗，而不是象現在這樣銀河光帶般亙在天幕中，星星比較均勻地分布兩側了。
事實上現代研究也得出這種結論：我們的太陽系位於銀河系螺旋翼內側的邊緣，距離銀河系中心大約2.5萬光年。於是，我們把視野收回到1萬光年的數量級，聚焦在銀河系若干觸角般螺旋翼中的一條上面。

1千光年

密密麻麻

100光年

再近點，還是密密麻麻

1光年

等等，這是什麼？

1萬億公里

再走近十倍依然霧氣昭昭的一團，到底是什麼嘛？

1千億公里

這回看清楚了吧，原來是太陽系！我們在密密麻麻的星星中跋山涉水，翻山越嶺認出了它，不易呀！

100億公里

放大十倍來觀察以繁星為背景的太陽系。說是繁星，其實與太陽最近的恆星——半人馬座比鄰星都是在4.22光年開外的。圖中的亮點僅僅只是背景上離得八丈遠的星星呢，並不是太陽系的一部分。

10億公里

數數看，下圖里被藍框子圈上的是誰的軌道？水、金、地……原來是地球的軌道呀！

1億公里

地球在哪裡？

1000萬公里

哦呦～～～大圈套小圈呢，月球圍地球轉的軌道。

100萬公里
是什麼？飛機？還是鳥？是超人？都不是……

10萬公里

是地球！Home，Sweet home。

1萬公里

怎麼會這麼巧涅？從10億光年一路看下來正對著的竟是美國。用一萬公里的視野看地球，這是神的視角。GoogleEarth 也能有這種效果，起始時對著的也是美國^_^

1000公里

如果我記得不錯的話，地理課上教過，這是北美五大湖區中的密歇根湖，框住的城市就是芝加哥。

100公里

不看不知道，世界真奇妙。芝加哥鳥瞰。並由此開始了我們人類所能夠理解的數量級，開始了我們熟悉的世界。

10公里

密密麻麻，房屋，湖邊的房屋。小二，上瓶啤酒，哥幾個先喝著^_^

1公里

我有一所房子，面朝大海，春暖花開。

100米

呦！草地上這是什麼呀，一坨

10米

原來是一傻哥們睡得正香吶。

1米

醒醒嘿，都被偷窺啦還不知道吶

0.1米
一米的十分之一，也叫分米，我們手所能把握的尺度。相信人類所接觸的大部分物體都是在這樣一個數量級的。看看你的周圍，鍵盤、滑鼠、手機、杯子、碗……
仔細一看這哥們手上的毛還挺重的，純爺們

1厘米

這是他手上的皺紋細部。興許你放大了還沒他細皮嫩肉呢。做好準備，我們即將進入另一個陌生的領域——微觀世界

1毫米

手上的毛孔。可是，汗毛呢？暈

再放大十倍，依稀可見皮膚的組織結構。我是學生物的，以前老看，見怪不怪了。

10微米

一個細胞的數量級就是10微米，當然這只是一般來說。插句嘴，世界上最大的細胞是鴕鳥蛋，它是一個單獨的卵細胞，數量級是分米級的，厲害吧。

1微米
疑似生物課上學過的細胞核膜，細部。

.1微米

**，一看這麼高度螺旋的結構就知道是染色體了。底下的洋文說：但凡人類的細胞，裡面都會有23對染色體（46條）。

100埃

埃是一種長度單位，指10的－10次方米。用字母“A”頂上加個小圓圈來表示。100埃的數量級就能度量某些有機大分子的物質了。
看到這個規則的等距雙螺旋結構，我想你一定能夠脫口而出了。沒錯，這種物質就叫做脫氧核糖核酸，也就是常說的DNA。分子結構清晰可見。

1納米

我們管10的－9次方米叫一納米。現在為材料科學炒得火熱的納米技術就是說很多物質精細到納米級後將表現出很多在常規數量級上所表現不出的性質來。在納米這樣的數量級下，我們連原子都可以數清了。因此，納米級又叫原子級。
下圖是組成DNA分子的原子們，它們以共價鍵和氫鍵彼此結合成龐大的有機分子。生命就在這種複雜的結合中得以體現。敬禮！

1埃
上過中學的就都應該知道：原子是由原子核和電子組成的。下圖中所表示的是密布的電子雲，我們能看到原子核週邊的電子雲比較濃。
所謂電子雲，其實並不是說一個原子擁有無數個電子，象雲霧般的瀰漫四圍。每個原子擁有的電子數都是固定的，有數的，具體依元素種類而定。這些電子行蹤飄忽不定，在原子核外部亂竄。一個電子，無數法身。就把這些電子“團團轉”的特點用電子雲來形容了。離核近的地方出現的幾率大些，雲就密；離核遠的地方出現的幾率小些，雲就稀。

10皮米

原子核週邊的濃密電子雲。仿佛又回到了浩瀚無邊的宇宙。這樣來看每個原子都像是個小宇宙，我們的世界就這樣的週而復始著，不寒而慄著……

1皮米

穿過最濃的電子雲，發現更近核的地方反倒清淨。原來離得遠了要吸引，離得近了也會排斥呢，保持一個最佳的距離才好。（挺象搞對象呦^_^）
什麼？你說電子陰性，原子核陽性，異性相吸，應該越近核越密才對？別逗了！真要那樣越近越吸，越吸越近，電子還不都撞到核上去，最後誰也動彈不得！
可是為什麼不是這樣呢？國家機密！就不告訴你，吼吼。
下圖框中的斑點就是原子核。