用一根头发来衡量宇宙

赵君鹏

“天地玄黄，宇宙洪荒”是中国传统启蒙读物《千字文》的第一句，“洪荒”这个说法挺模糊的，那么宇宙究竟有多大呢？目前，科学家研究的结论是，可观测宇宙的直径约为930亿光年。这有多少米呢？1后面加上27个零。这个概念虽然远远超乎我们的想象，不过不要紧，就像定海神针经过多次缩小后可以变成孙悟空手中的兵器一样，设想我们身高不变，然后将宇宙一步一步地按比例缩小，930亿光年也能成为我们可以感知的距离。

比如，头发的直径是0.1毫米。让我们设想一下，把一个身高1.8米的男子缩小到一根头发的直径，那么世界将缩小18000倍。这样一计算，陆地上最高的动物长颈鹿只有0.3毫米，马拉松相当于2.3米，地球直径约700米。这是第一次缩小。

接下来，我们在这个基础上再缩小18000倍。这时，马拉松的长度相当于现实世界中一根头发的直径，地球和太阳的直径分别相当于0.04米和4.3米，直径分别为9700万千米、15.5亿千米的参宿七和参宿四各自相当于300米和4000米，而整个宇宙则相当于290光年。

290光年？对于我们来说这个距离还是过于遥远，让我们再进行第三次压缩，将世界再缩小18000倍。这时，太阳的直径相当于两根头发摞在一起的直径，地球距太阳2.6厘米。在这个阶段，1光年相当于1600米。

继续设想在第三次缩小的基础上把宇宙再压缩18000倍，于是乎整个太阳系相当于现实世界中一根头发的直径，马头星云相当于0.2米，猎户座星云相当于2米，直径为20万光年、地球每200万年绕其运行一圈的银河系则相当于10千米。

这时候宇宙还是挺大，让我们再把宇宙“瘦身”18000倍。这时，直径16光年的猎户座相当于现实世界的一根头发的直径。银河系的直径为0.64米，仙女座星系直径为0.8米，两者相距11米远，40亿年后它俩会撞在一起，逐渐合并成一个更大的星系。以银河系为圆心的25米范围内，属于本星系群，含有大约50个星系。再向外300米范围内，属于本超星系团，它的核心部分至少有2500个星系团和星系群。整个宇宙相当于500千米。

500千米？庐山还没有露出它的真面目。不要紧，我们把宇宙再压缩18000倍，这时宇宙约27.7米，和标准长度为28米的篮球场长度相当，这就是我们可以感知的范围了。我们赖以生存的地球在这个空间里只相当于现实世界中质子的万分之一，渺小得不值一提。银河系此时相当于35微米，比我们熟知的现实世界中的PM2.5的懸浮颗粒大14倍，还不如一根头发的直径。这个篮球场的每一粒尘埃就相当于一个星系，总数达2万亿个。这些尘埃并非均匀分布，而是呈脑电图状，有的地方多，有的地方几乎没有。那些看似空空如也的地方其实并非真空，那里充满了暗物质。虽然我们看不见暗物质，也无法探测它们，但是因为星系之间存在着明显的引力，所以科学家推测暗物质大量存在，并且它们是宇宙物质的主要组成部分，占宇宙总质量的85%。

现在终于能够一窥宇宙的全貌了，这让我们非常激动，禁不住深吸一口气。就在这一呼一吸之间，无数的星系在我们的肺里进进出出。来到这个篮球场中，怎能不打一场篮球赛？那么，我们手中的篮球直径会是多少呢？答案是大约8亿光年。

这就是我们神奇的宇宙，形象的解释能让我们更好地感受它的魅力。