宇宙製圖

用現代科學技術觀測和繪製地球、月球、太陽系、其他星球及已知宇宙的製圖技術。

宇宙“地圖”將以銀河係為中心，涵蓋半徑80 億光年範圍內的所有星群，包含差不多2 億個星系，雖然這些星系在地圖上看，可能只是發著紅光、綠光或白光的點，但大多數星系都要比銀河系大很多。這張“地圖”很有可能成為一次關於“宇宙大發現”的劃時代變革的啟蒙。

基本介紹

• 中文名：宇宙製圖
• 外文名：cosmic mapping
• 定義：地球、月球、太陽系等製圖技術
• 主要負責人：丹尼爾·愛森斯坦
• 類別：測繪科學
• 中心：銀河

基本信息

丹尼爾·愛森斯坦（Denial Eisenstein），哈佛大學宇宙學博士，現在亞利桑那大學出任助教，宇宙“地圖”繪製工作的主要負責人。丹尼爾·愛森斯坦和他的研究小組正在著手繪製的宇宙3D圖有可能告訴我們宇宙的真相——它的基本形狀、起源和結構狀況。

據愛森斯坦介紹，這張宇宙“地圖”將以銀河係為中心，涵蓋半徑80 億光年範圍內的所有星群，包含差不多2 億個星系，雖然這些星系在地圖上看，可能只是發著紅光、綠光或白光的點，但大多數星系都要比銀河系大很多。這張“地圖”很有可能成為一次關於“宇宙大發現”的劃時代變革的啟蒙，不過，這項繪製工作才剛剛開始。

詳細信息

這個“地圖”繪製工作，是一個多年跨國合作項目的第三部分。整個計畫叫做“斯隆數字天空勘測計畫”，按照愛森斯坦的話來說，這是人類有史以來最為宏偉的一次探天行動。這項計畫以投資方阿爾弗雷德·斯隆基金會的名字命名，致力於最大限度地勘測宇宙，包括星體的運行及定位、星系的形成及結構、各種天體甚至暗物質的屬性，以及更加深入地試探宇宙的秘密，包括如何開始、以何種狀態存在等問題。

愛森斯坦和他的同事們被外界稱為“宇宙製圖師”。給宇宙製圖，分析數據是一項艱難的工作。我們不可能站在宇宙之外繪製這份“地圖”，所以只能嚴格依靠數據分析得出的結構模式來繪製這份地圖，這將是一張“由內而外”產生出來的地圖。

愛森斯坦相信最終繪製成功的地圖將向人們展示宇宙的基本形狀，甚至包括由於宇宙大爆炸形成的波浪狀的立體景觀。在無限廣闊的宇宙邊緣，混亂將趨向有序，不規則將趨向規則，30 億光年的尺度上是無序的，但也許在更大的尺度上，規則可以呈現端倪，比如，在這幅地圖上。

“地圖”尚未完成，所以一起來期待繪製成功的“地圖”將向人類呈現出怎樣的宇宙圖景。

宇宙形狀

目前的宇宙理論認為宇宙可能是類似馬鞍狀的負彎曲形狀，該理論源於宇宙大爆炸理論，整個宇宙的外形如同一個吹起的氣球，我們則生活在宇宙的“表面”。

同時，科學家也認為宇宙是平坦的，根據美國宇航局的調查，宇宙可能是平坦的，2013年的調查發現如果宇宙是平坦的，那么誤差只有0.4%。

史蒂芬·霍金表示，我們宇宙的形狀可能是一種難以置信的幾何圖形，更接近於超現實主義的藝術，如同荷蘭藝術家摩里茨·科奈里斯·埃舍爾創銀河系 作的圖形一樣。

霍金的想法以弦理論為依據，而該理論目前仍然還處於假設之中，並未被驗證。如果用語言來形容宇宙的形狀，應該是整體呈現多重鑲嵌模式，具有無限重複出現的扭曲面，曲面間環環相扣，如同科奈里斯·埃舍爾創作的“圓形極限IV”圖案，也與美國工程師P.H. Smith創作的“史密斯圓圖”類似，體現出雙曲空間的概念，是一種非歐幾何的空間形態。

層次結構

當代天文學的研究成果表明，宇宙是有層次結構的的、不斷膨脹、物質形態多樣的、不斷運動發展的天體系統。

行星、小行星、彗星和流星體都圍繞中心天體太陽運轉，構成太陽系。

太陽系外也存在其他行星系統。約2500億顆類似太陽的恆星和星際物質構成更巨大的天體系統——銀河系。銀河系的直徑約10萬光年，太陽位於銀河系的一個旋臂中，距銀心約3萬光年。

銀河系外還有許多類似的天體系統，稱為河外星系，常簡稱星系。目前觀測到1000億個星系，科學家估計宇宙中至少有2萬億個星系。

星系聚集成大大小小的集團，叫星系團。平均而言，每個星系團約有百餘個星系，直徑達上千萬光年。現已發現上萬個星系團。包括銀河系在內約40個星系構成的一個小星系團叫本星系群。

若干星系團集聚在一起構成的更高一層次的天體系統叫超星系團。超星系團往往具有扁長的外形，其長徑可達數億光年。通常超星系團內只含有幾個星系團，只有少數超星系團擁有幾十個星系團。

本星系群和其附近的約50個星系團構成的超星系團叫做本超星系團。

電腦製圖

據日本國家天文台的科學家們通過長達6年的數據收集，最近通過電腦製圖法終於成功地繪製出一幅“宇宙圖”，它能夠把宇宙從誕生時起到今天的過程全貌再現。科學家們表示，這幅“宇宙圖”將於2月1日在網上公開。此外，科學家們還製作 研究了5部反映月球、銀河等如何形成的短片，也將一併在網上公布。

這款全新的宇宙圖軟體，採用了很多只有天文學家才會使用的觀測數據和反映宇宙理最究成果，收錄了從月亮大小的天體到太陽系、銀河系、河外星系等不同規模的宇宙面貌。在這款軟體里，宇宙中的恆星和銀河等都會以相對的大小出現在正確的位置，十分生動逼真。

銀河系由約2000億個星體呈旋渦狀分布，形成一個直徑約8萬光年，中心部分厚度達6000光年的大“銀盤”。其中太陽附近的銀盤厚度約為3000光年。因為太陽系位於銀河系之內，所以人們不能觀測銀河系的全貌。但是，如果使用這幅“宇宙圖”，就可以讓普通人擺脫“不識銀河真面目，只緣生在銀河中”的境地。