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地球在宇宙中的位置

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20世紀早期，俄國物理學家和數學家亞歷山大·弗里德曼以廣義相對論着手解釋宇宙，他認為宇宙不是靜態的，並指出：「我們不論往哪個方向看，也不論在任何地方進行觀察，宇宙看起來都是一樣的」，幾年之後，弗里德曼這個觀念被美國天文學家埃德溫·哈勃所證實。為此，霍金在《時間簡史》第三章中寫道：如果不去管在小尺度下的差異（我們星系中的其他恆星形成了橫貫夜空的銀河系的光帶），而看得更遠的話，則宇宙確實在所有的方向看起來是大致一樣的。及至1965年，兩位美國物理學家阿諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜無意中探測到宇宙微波背景（由亞歷山大·弗里德曼的學生喬治·伽莫夫首先提出），而由於不管我們朝什麽方向進行測量，其所測得的微波輻射都是一樣的（變化總是非常微小），就進一步證明了弗里德曼實際上異常準確地描述了我們的宇宙。此外，霍金指弗里德曼也提出了另外一個沒有任何科學的證據支持或反駁的假設：「從任何其他星系上看宇宙，在任何方向上也都一樣」，不過霍金自言相信另一個假設只是基於謙虛：「因為如果宇宙只在圍繞我們的所有方向顯得相同，而在圍繞宇宙的其他點卻並非如此，則是非常令人驚奇的！」

過去400年的望遠鏡觀測不斷地調整着我們對於地球在宇宙中的位置的認識。在最近的一個世紀裏，這一認識發生了根本性的拓展。起初，地球被認為是宇宙的中心，而當時對宇宙的認識只包括那些肉眼可見的行星和天球上看似固定不變的恆星。17世紀日心說被廣泛接受，其後威廉·赫歇爾和其他天文學家通過觀測發現太陽位於一個由恆星構成的盤狀星系中。到了20世紀，對螺旋狀星雲的觀測顯示我們的銀河系只是膨脹宇宙（英語：Metric expansion of space）中的數十億計的星系中的一個。到了21世紀，可觀測宇宙的整體結構開始變得明朗——超星系團構成了包含大尺度纖維和空洞的巨大的網狀結構。超星系團、大尺度纖維狀結構和空洞可能是宇宙中存在的最大的相干結構。在更大的尺度上（十億秒差距以上）宇宙是均勻的，也就是說其各個部分平均有着相同的密度、組分和結構[1]。

我們相信宇宙是沒有「中心」或者「邊界」的，因此我們無法標出地球在整個宇宙中的絕對位置[2]。地球位於可觀測宇宙的中心，這是因為可觀測性是由到地球的距離決定的[3]。在各種尺度上，我們可以以特定的結構作為參照系來給出地球的相對位置。目前依然無法確定宇宙是否是無窮的。

我們在可觀測宇宙中的位置。 (點擊查看大圖)
地球在宇宙中的位置
對象 大小 註釋 來源
地球 Earth 直徑12,700公里 人類當前的居所
[4]
外層空間 Outer space 向陽側63,000公里；
背陰側6,300,000公里		 地磁場所支配的空間。
[5]
月球軌道 Orbit of the Moon 直徑770,000公里 月球繞地球公轉軌道的平均直徑。
[6]
地球軌道 Earth's orbit 直徑3億公里
2 AU [a]		 地球繞太陽公轉軌道的平均直徑。
包含 太陽，水星和金星。
[7]
內太陽系 Inner Solar System 直徑6 AU 包含太陽，內行星（水星，金星，地球，火星）和主小行星帶。
[8]
外太陽系 Outer Solar System 直徑60 AU 圍繞着內太陽系； 包含 外行星（木星，土星，天王星，海王星）。
[9]
柯伊伯帶 Kuiper belt 直徑96 AU Belt of icy objects 環繞外太陽系的佈滿冰封小天體的帶狀區域。包含矮行星冥王星、妊神星和鳥神星。
[10]
太陽圈 Heliosphere 直徑160 AU 太陽風和行星際物質所觸及的最大範圍。
[11][12]
離散盤 Scattered disc 直徑200 AU 圍繞着柯伊伯帶的零星散佈着冰小天體的區域。包含矮行星鬩神星。
[13]
奧爾特雲[b] Oort cloud 直徑100,000–200,000 AU
2–4光年[c]		 包含數以兆計的彗星的球殼。
[14]
太陽系 Solar System 直徑4光年 太陽和其行星系統。這是太陽引力和周邊恆星引力的平衡點。
[15]
本地星際雲 Local Interstellar Cloud 直徑30光年 太陽和另一些恆星所處的星際雲。[d]
[16]
本地泡 Local Bubble 直徑210–815光年 星際物質中的一個空腔，太陽和其他一些恆星位於其中。[d]
由以前的一顆超新星造成。
[17][18]
古爾德帶 Gould Belt 直徑3,000光年 太陽所處的幼年恆星環。[d]
[19]
獵戶臂 Orion Arm 長度10,000光年 太陽所處的銀河系螺旋臂。[d]
[20]
太陽系公轉軌道 Orbit of the Solar System 直徑56,000光年 太陽系圍繞銀心公轉的平均直徑。太陽系的公轉軌道半徑約為28,000光年, 略大於銀河系半徑的一半。太陽系的公轉周期約為2.25至2.50億年。
[21][22]
銀河系 Milky Way 直徑100,000光年 我們所在的星系，由2千億到4千億顆恆星構成並充滿了星際物質。
[23][24]
銀河系次星系群 Milky Way subgroup 直徑2.74百萬光年
0.84 百萬秒差距[e]		 銀河系和其引力束縛的衛星星系，例如人馬座矮星系，大熊座矮星系和大犬座矮星系。這裏引用的是獅子座T矮星系（英語：Leo T (dwarf galaxy)）的公轉軌道直徑，它是銀河系亞群中最遠的一個星系。
[25]
本星系群 Local Group 直徑3百萬秒差距 至少由47個星系組成的星系群。 佔主導地位的是仙女座星系（最大），銀河系和三角座星系，其餘的是較小的矮星系。
[26]
本星系板 Local Sheet 直徑14百萬秒差距 本星系群所在的區域。
[27][28][29][30]
Local Volume（英語：Local Volume） 直徑22百萬秒差距 本星系板所在的區域。 [31][32][33]
室女超星系團 Virgo Supercluster 直徑33百萬秒差距 本星系群所在的超星系團，包含大約100個星系群和星系團。
[34][35]
拉尼亞凱亞超星系團 Laniakea Supercluster 直徑160百萬秒差距 我們的本星系群所在的超星系團是拉尼亞凱亞超星系團的一部份，中心是室女座星系團。

[36] [37] [38] [39]

雙魚-鯨魚座超星系團複合體 Pisces–Cetus Supercluster Complex 直徑300百萬秒差距 室女座超星系團所在的大尺度纖維狀結構。
[40]
KBC空洞 KBC Void 直徑600百萬秒差距 一片巨大的包含拉尼亞凱亞超星系團(銀河系所處的本星系群屬於其中一部分)在內的，周圍相對空曠的宇宙區域。包括銀河系在內的大約幾百萬光年的結構位於其中心處。
[41]
可觀測宇宙 Observable Universe 直徑28,500百萬秒差距 宇宙的大尺度結構包含超過1千億的星系，組合成上百萬的超星系團、大尺度纖維狀結構和空洞，形成泡沫狀的超大結構。
[42][43]
宇宙 Universe 直徑大於28,500百萬秒差距 在可觀測宇宙之外的是不可觀測的區域，來自那裏的光尚未能到達地球。我們無法得到那裏的任何信息，因為光是速度最快的信息傳播媒介。然而，鑑於沒有理由去假設宇宙有不同的自然規律，宇宙很可能包含更多的由星系構成的泡沫狀超大結構。
之外 未知
a 1 AU或天文單位是地球和太陽之間的距離，等於1.5億公里。地球的公轉軌道的直徑是軌道半徑的兩倍，即2 AU。
b 假設的存在。
c 一光年是光在真空中一年時間內傳播的距離，等於9.46萬億公里，或63,200 AU。
d 太陽在銀河系裏並不被其他結構的引力所束縛。這些區域僅是用來標出太陽繞銀心公轉軌道所處的位置。
e 一百萬秒差距等於3.26百萬光年。 一秒差距等於從地球上看有一角秒的視差的恆星的距離。

相關條目

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參考文獻

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延伸閱讀

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