地球在宇宙中的位置

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著手解釋宇宙，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（我們星系中的其他恒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！”

“	現在初看起來，關於宇宙在任何方向看起來都一樣的所有證據似乎暗示，我們在宇宙中的位置有點特殊。特別是，如果我們看到所有其他的星系都遠離我們而去，那似乎我們必須在宇宙的中心。	”
——史蒂芬·霍金，《時間簡史》第三章：膨脹的宇宙

过去400年的望远镜观测不断地调整着我们对于地球在宇宙中的位置的认识。在最近的一个世纪裡，这一认识发生了根本性的拓展。起初，地球被认为是宇宙的中心，而当时对宇宙的认识只包括那些肉眼可见的行星和天球上看似固定不变的恒星。17世纪日心说被广泛接受，其后威廉·赫歇爾和其他天文学家通过观测发现太阳位于一个由恒星构成的盘状星系中。到了20世纪，对螺旋状星云的观测显示我们的银河系只是膨胀宇宙（英语：Metric expansion of space）中的数十亿计的星系中的一个。到了21世纪，可观测宇宙的整体结构开始变得明朗——超星系团构成了包含大尺度纤维和空洞的巨大的网状结构。超星系团、大尺度纤维状结构和空洞可能是宇宙中存在的最大的相干结构。在更大的尺度上（十亿秒差距以上）宇宙是均匀的，也就是说其各个部分平均有着相同的密度、组分和结构^[1]。

我们相信宇宙是没有“中心”或者“边界”的，因此我们无法标出地球在整个宇宙中的绝对位置^[2]。地球位于可观测宇宙的中心，这是因为可观测性是由到地球的距离决定的^[3]。在各种尺度上，我们可以以特定的结构作为参照系来给出地球的相对位置。目前依然无法确定宇宙是否是无穷的。

我们在可观测宇宙中的位置。 (点击查看大图)

地球在宇宙中的位置
对象	大小	注释	来源
地球 Earth	直径12,700公里	人类当前的居所	[4]
外层空间 Outer space	向阳侧63,000公里； 背阴侧6,300,000公里	地磁场所支配的空间。	[5]
月球轨道 Orbit of the Moon	直径770,000公里	月球绕地球公转轨道的平均直径。	[6]
地球轨道 Earth's orbit	直径3亿公里 2 AU [a]	地球绕太阳公转轨道的平均直径。 包含 太阳，水星和金星。	[7]
內太陽系 Inner Solar System	直径6 AU	包含太阳，内行星（水星，金星，地球，火星）和主小行星带。	[8]
外太陽系 Outer Solar System	直径60 AU	围绕着内太阳系； 包含 外行星（木星，土星，天王星，海王星）。	[9]
柯伊伯带 Kuiper belt	直径96 AU	Belt of icy objects 环绕外太阳系的布满冰封小天体的带状区域。包含矮行星冥王星、妊神星和鸟神星。	[10]
太陽圈 Heliosphere	直径160 AU	太阳风和行星际物质所触及的最大范围。	[11][12]
離散盤 Scattered disc	直径200 AU	围绕着柯伊伯带的零星散布着冰小天体的区域。包含矮行星阋神星。	[13]
奥尔特云[b] Oort cloud	直径100,000–200,000 AU 2–4光年[c]	包含数以兆计的彗星的球壳。	[14]
太阳系 Solar System	直径4光年	太阳和其行星系统。这是太阳引力和周边恒星引力的平衡点。	[15]
本地星際雲 Local Interstellar Cloud	直径30光年	太阳和另一些恒星所处的星际云。[d]	[16]
本地泡 Local Bubble	直径210–815光年	星际物质中的一个空腔，太阳和其他一些恒星位于其中。[d] 由以前的一颗超新星造成。	[17][18]
古爾德帶 Gould Belt	直径3,000光年	太阳所处的幼年恒星环。[d]	[19]
獵戶臂 Orion Arm	长度10,000光年	太阳所处的银河系螺旋臂。[d]	[20]
太阳系公转轨道 Orbit of the Solar System	直径56,000光年	太阳系围绕银心公转的平均直径。太阳系的公转轨道半径约为28,000光年, 略大于银河系半径的一半。太阳系的公转周期约为2.25至2.50亿年。	[21][22]
银河系 Milky Way	直径100,000光年	我们所在的星系，由2千亿到4千亿颗恒星构成并充满了星际物质。	[23][24]
银河系次星系群 Milky Way subgroup	直径2.74百万光年 0.84 百万秒差距[e]	银河系和其引力束缚的卫星星系，例如人马座矮星系，大熊座矮星系和大犬座矮星系。这里引用的是狮子座T矮星系（英语：Leo T (dwarf galaxy)）的公转轨道直径，它是银河系亚群中最远的一个星系。	[25]
本星系群 Local Group	直径3百万秒差距	至少由47个星系组成的星系群。 占主导地位的是仙女座星系（最大），银河系和三角座星系，其余的是较小的矮星系。	[26]
本星系板 Local Sheet	直径14百万秒差距	本星系群所在的区域。	[27][28][29][30]
Local Volume（英语：Local Volume）	直径22百万秒差距	本星系板所在的区域。	[31][32][33]
室女超星系团 Virgo Supercluster	直径33百万秒差距	本星系群所在的超星系团，包含大约100个星系群和星系团。	[34][35]
拉尼亚凯亚超星系团 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亚凯亚超星系团的一部份，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	直径300百万秒差距	室女座超星系团所在的大尺度纤维状结构。	[40]
KBC空洞 KBC Void	直径600百万秒差距	一片巨大的包含拉尼亚凯亚超星系团(银河系所处的本星系群属于其中一部分)在内的，周围相对空旷的宇宙区域。包括银河系在内的大约几百万光年的结构位于其中心处。	[41]
可觀測宇宙 Observable Universe	直径28,500百万秒差距	宇宙的大尺度结构包含超过1千亿的星系，组合成上百万的超星系团、大尺度纤维状结构和空洞，形成泡沫状的超大结构。	[42][43]
宇宙 Universe	直径大於28,500百万秒差距	在可观测宇宙之外的是不可观测的区域，来自那里的光尚未能到达地球。我们无法得到那里的任何信息，因为光是速度最快的信息传播媒介。然而，鉴于没有理由去假设宇宙有不同的自然规律，宇宙很可能包含更多的由星系构成的泡沫状超大结构。
之外	未知
a 1 AU或天文单位是地球和太阳之间的距离，等于1.5亿公里。地球的公转轨道的直径是轨道半径的两倍，即2 AU。 b 假设的存在。 c 一光年是光在真空中一年时间内传播的距离，等于9.46万亿公里，或63,200 AU。 d 太阳在银河系里并不被其他结构的引力所束缚。这些区域仅是用来标出太阳绕银心公转轨道所处的位置。 e 一百万秒差距等于3.26百万光年。 一秒差距等于从地球上看有一角秒的视差的恒星的距离。

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参考文献

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延伸阅读

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• Gott, III, J. R.; et al. A Map of the Universe. The Astrophysical Journal. May 2005, 624 (2): 463–484. Bibcode:2005ApJ...624..463G. S2CID 9654355. arXiv:astro-ph/0310571 . doi:10.1086/428890.
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