哈勃望远镜拍摄的图片让科学家有了新的认识！ 天文学家在一张名为“大爆炸”的照片中，看到了一个巨大而神秘的星系。这个星系是如何形成的呢？它为什么会膨胀成今天这样呢？这到底是什么原因造成的？ 哈勃望远镜这次是不是发现了宇宙的边界？

宇宙的边界并不是那么容易探索的，科学家们从哈勃望远镜中发现的是一个距离我们134亿光年的星系，即GN-z11星系。

星系里有什么？ 它是怎么形成的呢？它又为什么会这么大？它究竟有没有尽头？它的年龄比太阳还要大吗?"黑洞"是怎么产生的？黑洞真的能吞噬一切吗？ 宇宙的边界在哪里？ 哈勃望远镜还找到了什么？ 今天，我们就来看看科学家们对这个星系的发现，以及它是否是宇宙宇宙膨胀的边界，并总结一下哈勃望远镜最重要的发现。

根据宇宙大爆炸原理，科学家们计算出宇宙形成于138亿年前哈勃望远镜哈勃在2016发现的GN-z11星系距离地球134亿光年，这意味着它是在宇宙大爆炸之后4亿年形成的。 那么GN-Z11星系到底有多老呢？它为什么会如此年轻？它又是什么时候开始出现的？ 可以说是科学家发现的最古老的星系，GN-z11星系也被称为“婴儿星系”。

宇宙大爆炸

科学家们只能用哈勃望远镜拍摄到134亿年前的图像，所以GN-z11星系比银河系小25倍，质量只有银河系的1%，或太阳的10亿倍。

但是星系的发展速度是如此之快，以至于它的恒星形成的速度是我们星系恒星的20倍，这就是为什么它的亮度可以被哈勃望远镜观测到。

哈勃望远镜

尽管科学家们现在已经发现了一些更成熟的年轻星系，但这些星系的结构与我们今天的星系一样，就好像它们在最初的幼儿时期突然长大一样。 但是，天文学家认为，这些星系并不是由一个原始恒星形成的。而是由来自宇宙深处的物质构成的，这其中可能包括有暗物质或者暗能量。而这种天体是不能被观测到的。 在这些星系中将会有一些尘埃、螺旋形盘形状的物体和重元素。

年轻星系

但是，GN-z11的科学家们比他们想象的要成熟得多。 因为这个星系里有不寻常的尘埃和重元素。 在这个区域内,"哈勃太空望远镜"拍摄到了一个巨大而密集的漩涡状结构——这是银河系里最古老也是最大的黑洞之一。它位于距离地球约100亿光年处。 它的尘埃含量高达20%，这使得它几乎不可能在这段时间内形成恒星，因为星系形成得很早。

但科学家们认为尘埃和重元素是恒星死亡时形成的，因此这一发现为星系的形成提供了新的线索。

恒星

GN-z11星系是宇宙边缘吗？

如前所述，星系是在宇宙大爆炸4亿年后形成的，也就是说，它出现在宇宙形成的早期，那么宇宙是否在这里结束呢？ 如果没有的话又是怎样的一个结果呢？对于这个问题，天文学家们一直争论不休，至今仍然没有定论。宇宙究竟是从什么时候开始加速膨胀的？ 科学家还没有确切的答案，但是基于宇宙红移，我们知道宇宙自诞生之日起就以超光速膨胀。

宇宙爆炸从未停止过

星系也在不断扩大，科学家观察到的许多星体可能只是一面之缘的。

但是根据科学家对星系的实际测量，它现在离我们有320亿光年，宇宙正在以几乎是我们距离两倍的速度膨胀。 这样一个大爆炸所产生出来的超大质量黑洞的存在，会不会让它自己消亡呢？如果真的消失的话，那将会给人类带来什么样的灾难呢?"这真是个可怕的预言！ 科学家们计算出，可观测的宇宙直径为930亿光年，这意味着即使在我们目前可观测的宇宙中，星系也不在边缘，因此不能说宇宙在这里结束。

宇宙有多大

宇宙的边缘在哪里？ 可观测宇宙究竟是什么意思？ 宇宙中是否存在着其他物质，如黑洞、暗能量等？我们能看到哪些恒星和星系？它们又有什么样的结构形式？这些问题都是人们所关心的。 还有多少宇宙是我们无法观察的？

可观测宇宙

事实上，科学家一直在研究宇宙的边缘，以观察在宇宙似乎膨胀的速度下，发现的速度是如何跟不上的。 但是，他们的目标是寻找到更大的黑洞。因为我们所居住的这个星球上存在着比银河系还要多的物质和能量，因此我们可以想象一下，如果有一颗巨大的恒星诞生的话。 很多时候，科学家们发现一个星系是如此遥远和巨大，以至于它可能只是宇宙的一小部分。

对我们来说大，对宇宙来说小。

也许这足以让我们继续观察宇宙，随着我们的科学技术进步，现在宇宙的宇宙直径已经930亿光年了。 在这个距离上，人们还能看到什么？也许我们可以把它叫做“可测”，而不是我们常说的“不可测”.那么宇宙究竟有多大呢？宇宙到底又如何测量？ 如果要定义“可观测的”，那么可观测宇宙，也就是哈勃空间望远镜的体积，应该被定义为光速的物理极限。

也就是说，随着宇宙的膨胀，一些星系会发出电磁辐射，这种辐射可以以光速或低于光速到达地球，被认为是可观测的。 但是随着人类对宇宙学研究的不断深入，发现宇宙并不是一个真空的世界。科学家们通过大量的实验证明：宇宙存在着许多巨大而又看不见的暗物质粒子和暗能量。 今天，利用宇宙微波背景辐射，计算出我们可以观测到的宇宙直径为930亿光年；

哈勃空间望远镜体积

在可见的宇宙之外，是我们最狂野的梦想之外的宇宙空间。 这些空间都是看不见摸不着的。但有一点可以肯定：它们也会出现，只不过不那么明显而已。因为它们并没有像其他天体那样发出光和热，而是一直保持着静止状态。 这是因为，在爆炸发生时，宇宙膨胀的速度超过了光速，因此远远超出了我们的可观测范围，我们的探测器无法观测到它。 随着宇宙的扩张，我们可以观察到的宇宙将继续扩张。

到目前为止，我们在可观测的宇宙中发现了什么？ 我们又能看到什么样的宇宙学现象呢？下面，就让我们一起去探索一下吧。宇宙到底有多大？它的体积大约有多少亿光年？为什么会这样巨大？ 宇宙的结构是什么？ 宇宙最大的结构是什么？

宇宙结构

如果我们遵循现在所知的宇宙结构，从地球最原始的结构开始，我们可能会将它从小到大排列：地球-地球-月亮系统-太阳系-星系-银河系-本星系群-超星系团-可观测宇宙。 但是随着人类对宇宙空间认识的不断深化和扩展，发现了越来越多的新天体类型：巨行星、超新星遗迹、黑洞等都是由不同尺度组成的复杂系统。 在许多巨大的超星系团，我们常常看到纤维状结构。

纤维状结构

超星系团也是如此：室女座超级星团——拉尼亚凯亚星团——双鱼——鲸鱼超星系团——武仙星团——北冕座长城。

目前大约有11000万个可观测到的超星系团，而那些更大的星团则包含范围很广的非常大的超星系团。 那么，在这些庞大的宇宙结构中是什么样子的呢？ 这个超星系团是宇宙巨大纤维状结构的一部分，直径达100亿光年。 而另一个更大的超星"大行星",则位于距离地球约10万光年的位置上，这也就是我们通常所说的大天区星系。它们之间有着千丝万缕的联系。 如果用三维动画显示它的结构，在一个大的纤维状中有许多超星系团。

武仙-北冕座墙

类似于武仙的纤维状是星系纤维状结构，如英仙纤维结构。 星系长城，如之前观察到的史隆长城，是宇宙第二大建筑。 超大类星体群，如克劳斯-坎普萨诺超大类星体群。 这些都是我们在银河系内看到过的非常奇特而又重要的超新星遗迹。 以及双鱼座-双鱼超鲸鱼座复合体超星系团复合体。

这些大规模的结构存在于宇宙中，还有更多的结构有待科学家进一步观察。 比如，宇宙膨胀速度非常快，而这也正是我们今天所要讨论的问题——宇宙究竟有多大？为什么会发生这种情况呢？宇宙到底是由什么组成的？ 因为这些巨大的宇宙结构非常复杂，就像陶西-北冕座长城一样，科学家们从2003年首次观测到它以来一直在努力理解它，特别是在它的范围内发生的伽马射线暴。

伽马射线暴

哈勃望远镜还找到了什么？

尽管科学家们现在还不能以足够快的速度探索宇宙以跟上宇宙的膨胀，但他们正在不断地研制能够用现有科学技术看得更远更远的望远镜。

我们今天看到的这个非常美丽的宇宙是由哈勃望远镜观测到的。 自从1990年发射到空间以来，它已经进行了31年多的专门工作。 这30多年里，它不断地为人类带来新知识和新发明，也见证了人类文明进步的脚步。从最初的望远镜到如今的大型光学天文仪器，哈勃望远镜一直是人们关注的焦点。 除了发现了最古老的星系星系，哈勃望远镜的观测还有助于科学家对宇宙的理解。

宇宙英雄-哈勃望远镜

在这一过程中，哈勃望远镜首次发现了掩食行星，即在环绕主星运行时遮蔽它的广袤的光线。 在2004年，天文学家首次成功观测到一颗被称为“伽利略”号的火星探测器。它将帮助科学家们了解这颗红色星球上可能存在生命的细节。它是第一个对小行星进行探测的探测器。 1997年彗星对木星的撞击也有充分的记录。

彗星撞击木星

它还观察到恒星的死亡、星系的成长，宇宙的诞生，星系中的超大质量黑洞，伽玛射线暴的爆发，以及星系的边界，而宇宙的边界仍在演变之中。 这一切都让我们对宇宙有了更深入的了解。科学家利用望远镜和其他手段发现了大量新资料。这些数据是由天文学家通过计算得到的。 它还帮助科学家测量宇宙的年龄，证明宇宙在加速膨胀。

30多年前，作为光学望远镜，哈勃太空望远镜为科学家提供了一个非常广阔的宇宙空间。 但是由于它的尺寸太大，无法像普通天文望远镜一样进行多角度观察和拍摄。所以在上世纪80年代末开始，天文学家们就想出一个办法——制造一种新的天文望远镜。 如今，由于现代科学的发展，具有更强观测能力的韦伯望远镜于2021年投入使用。

韦伯望远镜

韦伯望远镜能在136亿光年外的红外线下观察宇宙. 它不仅是世界上最大的射电天文望远镜之一，也是迄今最先进、技术最为成熟的射电天文仪器。 如此强大的望远镜观测必将对科学家研究宇宙作出更大的贡献