為什麼目前已觀測到的宇宙是沙漏型的?

看了一個視頻,講的是人類能夠觀測到的,已知的宇宙,很奇怪發現視野範圍是一個以地球為中心的沙漏型,也就是說以地球為中心的話,人類觀測宇宙的視角不是360°,而是有一小部分的角度像是觀測不到的,視頻里在兩個對稱角度上沒有標示任何星體存在,不知這麼表達算不算清楚?


如果大家看過, 介紹宇宙大小的6分鐘紀錄片。當視頻進行到一半時,會驚異到 為什麼我們的宇宙是 漏斗形狀的?其實準確的來講,應該是已知宇宙的形狀是漏斗形的!

已知宇宙形狀

已知宇宙也稱 哈勃體積就是人類可觀察到最大的空間範圍!以觀測者作為中心的球體空間,小得足以讓觀測者觀測到該範圍內的物體,也就是說物體發出的光有足夠時間到達觀測者!目前人類可觀察到的宇宙半徑為大約460億光年(有誤差),宇宙直徑大約920億光年。(雖然我們的宇宙壽命大約138.2億年,但由於宇宙也在不斷的加速膨脹中,這就意味著宇宙的空間尺度遠大於138億光年)

那麼現在問題來了,既然 觀察者是以最大半徑460億光年的尺度觀察宇宙,那麼我們觀察到的已知宇宙應該是球體的,怎麼會是個漏斗形狀的宇宙模型?難道「漏斗」以外沒有天體嗎?

視頻中可以看出來,銀河系在已知宇宙中心

已知宇宙之所以是漏斗形狀的,原因在於 銀河系是橢圓盤形的!

銀河系俯視圖

銀河系側視圖

大家很容易發現,已知宇宙的漏斗形狀是兩個圓錐體頂點 對立著,而這個漏斗中心的交界點是銀河系。
這就說明 人類以自己所在的星係為中心 觀察宇宙,由於銀河系是橢圓盤形,圓盤的上下 天體分布很稀(相對而言),而平面上卻大肆地充斥著天體,我們觀察河外星系 只能上下觀察(銀河繫上下的天體密度較小),而很難左右觀察,因為左右觀察被稠密的天體擋住了視線。

可以聯想到 初中學習的小孔成像, 圖中的木板相當於銀河系,我們所處的位置相當於小孔。而身處小孔的我們只能觀察到 左右兩側圓錐體內的空間範圍。所以已知宇宙就顯得是個漏斗形!(事實上,地球並不在銀河系中心。但為了形象了解,這個比喻是不妨礙理解的!)

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宇宙這個詞,在三個意義上被我們使用。
第一個用法,指時間和空間,那麼,空間上是無限大的,沒有邊界。
第二個用法,是指宇宙大爆炸後膨脹到今天的這個物質構造,那麼,這個宇宙是一個以 超光速劇烈膨脹著的球,是有邊界的,大小是有限的。
假如你站在這個球的外面,會看到除了我們這個宇宙球,還有很多宇宙球,而且,有的宇宙還分化,形成兒子宇宙,孫子宇宙。
第三個用法,是特指我們能看到的範圍。前面說了,我們在的這個球以超光速膨脹著,就算這是個大西瓜吧,我們是裡面的一顆籽,而且不在中心,那麼,對我們來說,周圍的星座都在離我們遠去,但我們這一側的,基本上它們的光能夠到達地球,但西瓜皮之外就什麼都沒有了,所以是有邊界的,球中另一側的,靠近邊緣些的,離開我們的速度比光速還快,所以它們的光永遠到不了地球,我們擁有看不到它。所以我們能看到的,不是整個西瓜,是其中的一部分區域,在這之外,我們無法看到它,所以忽略它的存在。這個可以用光或電磁波觀察到的區域,就是第三個用法的宇宙,電視科普所說的宇宙,一般指這個,顯然,這裡的宇宙的叫法,只是為了方便,其實,再它外面,還是有西瓜肉的,看不見,不等於它不存在,等技術進步了,有了利用重力這樣的比光速快的媒介觀察的望遠鏡,就能觀察到它了。
因為科普文章把這三個不同概念都用一個詞,有不說明指的是哪個,造成誤解和混亂,如宇宙大小有限等等,實在說不清了,就扯些自己都不知道在說什麼的平行宇宙等。


如果lz說的是這個,那很簡單,我們在銀河系中,位於銀河盤面及附近的星系被銀河系自身的星光和塵埃遮擋,所以無法觀測,圖中兩側兩個扇形區域的中軸線與銀河系盤面是垂直的


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