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关于宇宙的介绍

发布网友 发布时间:2022-04-20 09:09

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懂视网 时间:2022-08-29 02:01

1、宇宙是广袤空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。宇宙起源是一个极其复杂的问题。现代天文观测证明它处于不断的运动和发展中。千百年来,科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。许多科学家认为,宇宙是由大约138亿年前发生的一次大爆炸形成的。起初,无空间、时间,未知原因,空间开始暴涨式出现,振动使得物质诞生,这次大爆炸的反应原理被物理学家们称为量子物理。大爆炸使空间扩张,宇宙空间不断膨胀,温度也相应下降,后来相继出现宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。

2、最新的研究认为宇宙的直径为1560亿光年,甚至更大。

3、可观测的宇宙年龄大约为138.2亿年。

热心网友 时间:2023-02-05 08:29

“宇宙”一词,最早大概出自我国古代著名哲学家墨子(约公元前468-376)。他用“宇”来指东、西、南、北,四面八方的空间,用“宙”来指古往今来的时间,合在一起便是指天地万物,不管它是大是小,是远是近;是过去的,现在的,还是将来的;是认识到的,还是未认识到的……总之是一切的一切。从哲学的观点看。人们认为宇宙是无始无终,无边无际的。不过,对这个深奥的概念我们不打算做深入的探讨,还是留给哲学家们去研究。我们不妨把眼光缩小一些,讲一讲利用我们现有的科学技术所能了解和观测的宇宙,人们把它称为“我们的宇宙”或“总星系”。从最新的观测资料看,人们已观测到的离我们最远的星系是130亿光年。也就是说,如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出,那么要经过130亿年才能到达地球。这130亿光年的距离便是我们今天所知道的宇宙的范围。再说得明确一些,我们今天所知道的宇宙范围,或者说大小,是一个以地球为中心,以130亿光年的距离为半径的球形空间。当然,地球并不真的是什么宇宙的中心,宇宙也未必是一个球体,只是限于我们目前的观测能力,我们只能了解到这一程度。在这个以130亿光年为半径的球形空间里,目前已被人们发现和观测到的星系大约有1250亿个,而每个星系又拥有像太阳这样的恒星几百到几万亿颗。因此只要做一道简单的数学题,你就不难了解到,在我们已经观测到的宇宙中拥在多少星星。地球在如此浩瀚的宇宙中,真如沧海一粟,渺小得微不足道。一直以来,天文学家和我们一样,想知道宇宙究竟有多大。最近,美国的太空网报道,经过艰苦的计算工作,天文学家发现宇宙超乎寻常的大,其长度至少为1560亿光年。“这样一个有关宇宙大小的发现,显然是以‘宇宙是球形的,是有限无边的’为前提条件的。”中国国家天文台的研究员陈大明在接受记者专访时说,“长期以来,宇宙学研究领域一直有这样一个争论,宇宙究竟是球形的、马鞍形的、还是平坦的。”北京师范大学副教授张同杰说:“国际主流宇宙学普遍认为宇宙是平坦的,是无限的。”那么,围绕宇宙的争论从何而来?理据何在?一种最为普遍的观点:在大爆炸之后,宇宙诞生了。“根据现代宇宙学中最有影响的大爆炸学说,我们的宇宙是大约137亿年前由一个非常小的点爆炸产生的,目前宇宙仍在膨胀。”陈大明研究员说,“这一学说得到大量天文观测的证实。”这一学说认为,宇宙诞生初期,温度非常高,随着宇宙的膨胀,温度开始降低,中子、质子、电子产生了。此后,这些基本粒子就形成了各种元素,这些物质微粒相互吸引、融合,形成越来越大的团块,这些团块又逐渐演化成星系,恒星、行星,在个别的天体上还出现了生命现象,能够认识宇宙的人类最终诞生了。宇宙是球形的、有限无边的?“认为宇宙是球形的观点在很长时间内存在着,尽管不是国际宇宙学界的主流。”陈大明介绍说,“它的每一次提出,都会引起人们的关注,就是因为这一观点很奇特。”一个最为明显的例子就是不久前,由美国数学家杰弗里·威克斯构建的宇宙模型:一个大小有限、形状如同足球的镜子迷宫。“形如足球”的模型令科学界震惊,因为这一学说宣称,宇宙之所以令人产生无边无界的“错觉”,是因为这个有限空间通过“返转”效应无限重复映现自身。威克斯认为,人们之所以感觉宇宙是无限的,是因为宇宙就像一个镜子迷宫,光线传过来又传过去,让人们发生错觉,误以为宇宙在无限伸展。这一惊人推断后来被《新科学家》杂志收录,同时作为一种“奇谈”在民间广为流传着。就在最近,美国太空网传出类似的惊人消息,一位作家在采访了该国著名的天体物理学家后获知,宇宙的长度为1560亿光年。在这项新的研究中,研究人员检测了大爆炸之后,遗留在广漠宇宙中的原初辐射。他们得出结论:在宇宙中可能存在着一些神奇的宇宙“镜室”,使得一个物体在两个地方都能够看到。因为这样一种结论,他们成了“球形宇宙论”的支持者。长度为1560亿光年?宇宙的大小为什么是一个你从未听说过的数字?他们的解释是这样的:宇宙的年龄大约是137亿年。光从最早已知的星系到达我们地球要穿行130亿年以上。因此我们可以假定宇宙的半径是137亿光年,那么整个宇宙的长度是宇宙半径的2倍,即274亿光年。但是自创生以来一直在不断的膨胀,并且理论学家相信宇宙起源于一个密度无限大的点。美国蒙大拿州立大学的天体物理学家尼尔·科尼什教授解释说:“早期宇宙中光所穿行的距离随宇宙的膨胀而增大,就像银行中的复利一样。”他建议,可以想象宇宙从诞生后只有100万年的年龄。光穿行一年,所覆盖的距离1光年。他说:“那时宇宙的大小比现在小大约1000倍,因此1光年伸展到现在是1000光年。”所有距离加起来是780亿光年。他说,光还没有穿行那么远,“但是穿行137亿年到达我们地球的光子的起点到现在是780亿光年远。这是宇宙的半径,那么直径是156亿光年。这只是基于光线返回时所用时间的95%,因此宇宙实际的长度可能会更长一些。科学家研究了大爆炸后38万年时形成的宇宙微波背景辐射(CMB),这时宇宙充分地膨胀并冷却以致形成了原子的物质。在天空中不同方向这种辐射温度的差别可以用来提示宇宙的年龄和约束许多重要的宇宙学参量。宇宙微波背景辐射是宇宙婴儿时的图像,这时还没有恒星的形成。美国《物理评论通讯》在2004年5月21日发表了这项新的研究工作,其焦点在于利用宇宙微波背景辐射数据寻找表明宇宙像镜室一样成对圆球现象。据此,宇宙中同一个物体的多个图像可以在与时空中不同的地方呈现出来。镜室效应可能意味着宇宙本来是有限的,但却产生宇宙是无限的感觉。他告诉记者,“没有迹象表明宇宙是有限的,但是也没有证明它是无限的。”宇宙结构的争论,宇宙是球形的,马鞍形的,还是平坦的?关于宇宙的结构和未来,现代宇宙学说认为,如果宇宙总质量大于某一临界质量,那么宇宙的结构是球形的,并且总有一天会在引力作用下收缩。如果宇宙总质量小于临界质量,那么宇宙的结构是马鞍形的,宇宙内部的引力无法抵消宇宙膨胀的速度而使宇宙一直膨胀下去。如果宇宙总质量恰好等于临界质量,那么宇宙的结构是平坦的,宇宙也将像现在这样一直膨胀下去。宇宙的结构实际上是时间和空间的结构,普通人很难想像。不过科学家提出一个衡量宇宙结构的标准:如果两束平行光线越来越近,那么宇宙结构是球形的;如果两束平行光线越来越远,那么宇宙结构是马鞍型的;如果两束平行光线永远平行下去,那么宇宙结构则是平坦的。平坦宇宙的结构可以用欧几里德几何解释。平坦宇宙学的几个证据。宇宙结构是平坦的这一结论是参加“银河系外毫米波辐射和地球物理气球观测项目”的多国科学家得出的。这一项目的目的是研究宇宙背景辐射的详细情况。科学家在1998年底将一些射电天文望远镜放置在氦气球顶部,随氦气球上升到距地面约40公里的高空,在那里对特定宇宙区域进行了11天的观测,获得了迄今关于宇宙早期辐射最详实的数据。经过研究,科学家发现,在大尺度上,宇宙最初发出的光线并没有发生弯曲现象,也就是说当初的两束平行光线一直保持平行状态,这说明宇宙结构是平坦的,也就是说宇宙总质量恰好等于临界质量,宇宙将像现在这样一直膨胀下去。早在1965年,科学家就已探测到宇宙空间中均匀分布着的宇宙背景辐射,其温度为零下270摄氏度。大爆炸学说认为,这种辐射是宇宙大爆炸后的“余烬”。从这些“余烬”中,科学家可以推测大爆炸初期的情景1991年,美国宇宙背景探测卫星发现,宇宙背景辐射中存在着微小温度波动,如同在“余烬”中闪动着的微弱“火光”,这表明那时宇宙内已存在密度非常小的物质云团。正是这些云团逐渐收缩形成了后来的星系。“银河系外毫米波辐射和地球物理气球观测项目”是在该卫星发现的基础上进行观测的。此外,分别于1990年4月和1991年4月进入太空的“哈勃”天文望远镜和伽马射线探测器以及其他一些观测仪器也对宇宙的结构和演化进行了观测,取得了大量成果。这些成果较为一致地认为宇宙将一直膨胀下去。人类对宇宙诞生和演化的观测研究刚刚起步,关于宇宙结构和未来的推测也仅仅是初步结论。未来几年,科学家计划发射两颗卫星更精确地观测宇宙早期辐射的情况,此外,科学家还将采取其他多种手段观测宇宙,宇宙诞生和结构之谜将被进一步揭开。古往今来 现代宇宙学7世纪,牛顿开创用力学方法研究宇宙学的途径,建立经典宇宙学。1917年爱因斯坦根据广义相对论建立了一个“静止、有限、无界”的宇宙模型,引进宇宙学原理、弯曲时空等概念,从而开创了现代宇宙学研究的时代。1922年苏联数学家弗里德曼探讨非静态宇宙及宇宙膨胀的可能性。1927年比利时主教、天文学家勒梅特提出均匀各向同性膨胀宇宙学模型。1932年勒梅特提出“原始原子”爆炸形成宇宙的概念。1948年美国天文学家伽莫夫发展勒梅特思想,奠定大爆炸宇宙论的基础。

热心网友 时间:2023-02-05 09:47

宇宙到底有多大?
把世界上最伟大的数学家请到世界上最先进的计算机前,请他用人类所已知的最大数来表述宇宙的尺度,让全人类都来做他的助手,不停地帮他在这个大数后面添“0”,演算的最后结果会是多少呢?结果将是“毫无结果”,人类永远无法算出这道题,因为这道题本身不是数学题。
“其大无外”,“宇宙是无限的”,古今哲学家们不厌其烦地重复着这一答案,认为这才是对宇宙尺度问题的准确表述。其实,哲学家们并不比数学家高明多少,数学家们算不出来的时候,就已经使用了一个哲学符号---------∞,即表示宇宙无穷大。哲学家们讲的“无外”、“无限”本身就意味着:人类的思维已无法思维这道题,或者说它在哲学上无解,故它也不是一道哲学题。
“上帝是至高无上的”,当把上帝同宇宙相比时,谁比谁大呢?如上帝在宇宙之中存在,那么“上帝至高无上”则为谎言。如上帝不在宇宙之中,那么宇宙之内没有上帝存在。无论神学家们如何想像宇宙与上帝,他们永远想像不出宇宙与上帝的确切边界,故“宇宙有多大”这道题在神学上无解,它不是一道神学题。
正因为物理学家、数学家、哲学家、神学家都弄不清宇宙的大小,说明这一问题本身就有问题。《庄子·庚桑楚》中曰:“有实而无乎处者,宇也。有长而无本(开始)剽(末梢)者,宙也。”《淮南子·齐俗》曰:“往古来今谓之宙,四方上下谓之宇。”可见宇宙本身就指的是空间和时间,问宇宙的大小,就同问纯空间的大小、纯时间的长短、纯质量的质量、纯温度的温度一样,这些问句都不完整,缺少主词。
任何空间都是指某物的空间大小,任何时间都是指某物的时间长短,故宇宙是指某物所占据的空间与时间。撇开“某物”这一主词,而去问一种抽象的时空尺度是没有意义的。如同问一个抽象“生物”的身高与年龄一样,无法回答。
其实,人们在讨论“宇宙”问题的时候,往往站在完全不同的角度,物理学家们所说的宇宙完全不同于哲学家们所说的宇宙,哲学家们所说的宇宙又完全不同于神学家们所说的宇宙。这倒不是因为宇宙中的空间、时间有什么不同,而在于人们研究时空的方法与途径完全不同。
宇宙的物理学解显然只能通过观测的途径去获得,而且还要通过观测来验证,任何视觉观测不到的宇宙解均不会被物理学家们所接受。因此,物理学宇宙是已观测到的和可被观测的宇宙,它的解存在于人们视界范围之中,它的尺度等同于人类的视界。
宇宙的哲学解必然以已有的物理学宇宙解为内核,并根据已经观测证实的结论定理去进行归纳、演绎、推理,用思维逻辑去拓展哲学宇宙的时空,直到这种思维走到尽头,到无法继续进行思维的界段为止,这种哲学宇宙的尺度等同于人类的思维宇宙。
宇宙的神学解并不排斥物理学与哲学的宇宙解,但神学家们力图用一种无法被观测与被思维的“神”来解释宇宙,这种“神”的真实性显然依赖于人类的想像能力,故神学宇宙的尺度等同于人类的想像极限。

宇宙是浩瀚无垠的。人们通常讨论的“宇宙究竟有多大”,说的是可见宇宙。整个宇宙要比可见宇宙大得多。由于宇宙十分庞大,它的范围已经不是几千米、几十千米甚至几亿千米可以度量的。天文学家测量宇宙的大小是用“光年”这把“尺子”,即光在一年里所走的路程,大约为9.7万亿千米(光速为每秒30 万千米)。银河系的直径约为10万光年。银河系之外的星系,有的距离我们有几十亿光年。最近发现的类星体是我们目前所能观测到的宇宙边缘,与我们相距100亿~200亿光年,它们是迄今所知的最遥远的天体。
对我们常人来说,如此遥远的距离简直令人难以想像。
80多年前,大多数天文学家认为银河系就是整个宇宙,银河系之外什么也没有。可是,当精确度更高的天文望远镜诞生以后,这种看法便被证明是错误的。过去观测到的那些暗淡模糊的斑点,其实就是星系,有的与银河系不相上下,有的则更庞大。20世纪20年代,美国天文学家埃德温·哈勃在加利福尼亚州的威尔逊山用当时世界上最大的反射式望远镜研究银河系以
外的星系,他发现星光中的各种谱线的波长都移向红色一端。这种现象叫做“红移”,说明那些星系正在远离我们而去,就像疾驶而去的汽车喇叭声调的变化一样,是一种多普勒效应。由于宇宙在不断膨胀,星系距我们越来越远,红移也就越大。根据红移的大小,可以计算出宇宙膨胀的速率。
根据宇宙膨胀的速率,最保守的天文学家估计,宇宙中最遥远的天体距离地球约有100亿光年。也有的天文学家认为宇宙边缘距离地球有200亿光年之遥。
哈佛大学天文学主任罗伯特·柯什纳等认为,宇宙并不年轻,可能有150亿年。杰奎琳·休特和她的学生们以及普林斯顿大学的埃德·特纳则测定宇宙的年龄在240亿年。
总而言之,时至今日,宇宙有多大这个问题还远远未能解决。

生命是肯定有的,在什么地方我们都还没发现.难道宇宙中的最大速度真的是光速吗?为什么这样说?为什么有这么早说?难道说物体的速度接近光速质量变得无限大,就可以断定物体的速度就不可能达到光速.也许有中其他的物质,这种物质还没被我们发现.宇宙可能和一个原子团一样,太阳系只是其中的一个中子或更小的一部分.大家都知道,我们现在所认识的生命是靠化学反应维持的,会不会有种生命是以核反应或者我们还不知道的更小范围的反应维持的呢?这些也许在我们最近几百年都不可能知道,但是我们不能排除,也许某个人的一个分子里的一个中子里的一个什么什么什么的里面存在着这样的反应,并且有人所说的思维,能够创造.或许我们是别的什么东西的里面的一个小小小小的地方一化学反映生存的生物呢?????宇宙太浩瀚了,什么人定胜天的话简直是无稽之谈,我们在宇宙面前是那么的渺小,我们应该在新里景仰宇宙,敬畏宇宙.有思维的生命是多样的,并不是我们能够认识清楚的,也许我们人类整个存在的时期内都无法解决.我们不应该悲哀.我们要努力创造得更多,我们要开发宇宙
宇宙最初是一无所有的真空。此时,时间为零(由正负态虚时间相互抵消而表现为零态时间);空间为零(正负态虚空间相互抵消而表现为零态空间);物质为零(正反粒子或正负粒子均未产生);能量为零(但其中蕴藏着无穷大的正能量和无穷大的负能量);信息为零(内含一切正负信息,但对外表现为混沌无信息态);精神为零(此时为无意识状态,“无意之中是真意”)。此时为“道”、“无极”、“零”、“空在”、“真空”。

由于真空中正负对称被打破,即物理学上的“对称的破缺”,宇宙开始孕育出一个虚点(又叫大爆炸宇宙论的“宇宙奇点”)。此时处于“道生一”、“无极生太极”、“虚在”状态。

宇宙奇点大爆炸,同时释放产生正负态实时空、正负(或正反)实粒子、正负信息波,宇宙开始大膨胀。即宇宙的外旋。

当宇宙外旋膨胀速度不断加速至超光速后,物质全部转化为超高能量的信息波(物理学波粒二象互变原理:超光速后粒子变波,次光速后波变粒子,光速时既是粒子又是波)。同时,按超光速运动则时间倒流的原理,宇宙开始由外旋转为时间场逆转的内旋。表现为宇宙大收缩。

当宇宙收缩至当初诞生的奇点处时,正负信息波开始相互湮灭。正N+负N=O,最终整个宇宙都湮灭消失在奇点处。

宇宙千差万别的现象源自于旋律的不同。而表现为光、磁、声 、热、电,表现为五颜六色,表现为春夏秋冬,表现为冷热、美丑、善恶、阴阳、动静、生死、虚实、有无等等。

相同的旋律则表现为共振、共鸣、志同道合等等。

人与天的旋律相近,称为天人合一。

物理学的“孪生子现象”,即为双胞胎之间由于旋律相同或相近而产生的心灵感应、离奇巧合等。

宇宙信息场的波动,必然会对宇宙万物产生影响,称为宇宙全息统一场。

很多问题我们只能增加自己的烦恼,既然我们不会去宇宙外,我们暂时还可以步了解它的外面是什么。我们看看宇宙的定义:“宇”指无限空间,“宙”指无限时间。一切物质及其存在形式的总体。哲学上又叫“世界”。时间无限,空间也无限,我们真的能了解它的外面吗?

参考资料:http://zhidao.baidu.com/question/4063089.html?si=1

热心网友 时间:2023-02-05 11:55

“宇宙”一词,最早大概出自我国古代著名哲学家墨子(约公元前468-376)。他用“宇”来指东、西、南、北,四面八方的空间,用“宙”来指古往今来的时间,合在一起便是指天地万物,不管它是大是小,是远是近;是过去的,现在的,还是将来的;是认识到的,还是未认识到的……总之是一切的一切。
从哲学的观点看。人们认为宇宙是无始无终,无边无际的。不过,对这个深奥的概念我们不打算做深入的探讨,还是留给哲学家们去研究。我们不妨把眼光缩小一些,讲一讲利用我们现有的科学技术所能了解和观测的宇宙,人们把它称为“我们的宇宙”或“总星系”。
从最新的观测资料看,人们已观测到的离我们最远的星系是130亿光年。也就是说,如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出,那么要经过130亿年才能到达地球。这130亿光年的距离便是我们今天所知道的宇宙的范围。再说得明确一些,我们今天所知道的宇宙范围,或者说大小,是一个以地球为中心,以130亿光年的距离为半径的球形空间。当然,地球并不真的是什么宇宙的中心,宇宙也未必是一个球体,只是限于我们目前的观测能力,我们只能了解到这一程度。
在这个以130亿光年为半径的球形空间里,目前已被人们发现和观测到的星系大约有1250亿个,而每个星系又拥有像太阳这样的恒星几百到几万亿颗。因此只要做一道简单的数学题,你就不难了解到,在我们已经观测到的宇宙中拥在多少星星。地球在如此浩瀚的宇宙中,真如沧海一粟,渺小得微不足道。
一直以来,
天文学家和我们一样,想知道宇宙究竟有多大。
最近,美国的太空网报道,经过艰苦的计算工作,天文学家发现宇宙超乎寻常的大,其长度至少为1560亿光年。
“这样一个有关宇宙大小的发现,显然是以‘宇宙是球形的,是有限无边的’为前提条件的。”中国国家天文台的研究员陈大明在接受记者专访时说,“长期以来,宇宙学研究领域一直有这样一个争论,宇宙究竟是球形的、马鞍形的、还是平坦的。”
北京师范大学副教授张同杰说:“国际主流宇宙学普遍认为宇宙是平坦的,是无限的。”
那么,围绕宇宙的争论从何而来?理据何在?
一种最为普遍的观点:在大爆炸之后,宇宙诞生了。
“根据现代宇宙学中最有影响的大爆炸学说,我们的宇宙是大约137亿年前由一个非常小的点爆炸产生的,目前宇宙仍在膨胀。”陈大明研究员说,“这一学说得到大量天文观测的证实。”
这一学说认为,宇宙诞生初期,温度非常高,随着宇宙的膨胀,温度开始降低,中子、质子、电子产生了。
此后,这些基本粒子就形成了各种元素,这些物质微粒相互吸引、融合,形成越来越大的团块,这些团块又逐渐演化成星系,恒星、行星,在个别的天体上还出现了生命现象,能够认识宇宙的人类最终诞生了。
宇宙是球形的、有限无边的?
“认为宇宙是球形的观点在很长时间内存在着,尽管不是国际宇宙学界的主流。”陈大明介绍说,“它的每一次提出,都会引起人们的关注,就是因为这一观点很奇特。”
一个最为明显的例子就是不久前,由美国数学家杰弗里·威克斯构建的宇宙模型:一个大小有限、形状如同足球的镜子迷宫。
“形如足球”的模型令科学界震惊,因为这一学说宣称,宇宙之所以令人产生无边无界的“错觉”,是因为这个有限空间通过“返转”效应无限重复映现自身。
威克斯认为,人们之所以感觉宇宙是无限的,是因为宇宙就像一个镜子迷宫,光线传过来又传过去,让人们发生错觉,误以为宇宙在无限伸展。这一惊人推断后来被《新科学家》杂志收录,同时作为一种“奇谈”在民间广为流传着。
就在最近,美国太空网传出类似的惊人消息,一位作家在采访了该国著名的天体物理学家后获知,宇宙的长度为1560亿光年。
在这项新的研究中,研究人员检测了大爆炸之后,遗留在广漠宇宙中的原初辐射。他们得出结论:在宇宙中可能存在着一些神奇的宇宙“镜室”,使得一个物体在两个地方都能够看到。
因为这样一种结论,他们成了“球形宇宙论”的支持者。
长度为1560亿光年?宇宙的大小为什么是一个你从未听说过的数字?
他们的解释是这样的:宇宙的年龄大约是137亿年。光从最早已知的星系到达我们地球要穿行130亿年以上。因此我们可以假定宇宙的半径是137亿光年,那么整个宇宙的长度是宇宙半径的2倍,即274亿光年。但是自创生以来一直在不断的膨胀,并且理论学家相信宇宙起源于一个密度无限大的点。
美国蒙大拿州立大学的天体物理学家尼尔·科尼什教授解释说:“早期宇宙中光所穿行的距离随宇宙的膨胀而增大,就像银行中的复利一样。”他建议,可以想象宇宙从诞生后只有100万年的年龄。光穿行一年,所覆盖的距离1光年。他说:“那时宇宙的大小比现在小大约1000倍,因此1光年伸展到现在是1000光年。”所有距离加起来是780亿光年。他说,光还没有穿行那么远,“但是穿行137亿年到达我们地球的光子的起点到现在是780亿光年远。这是宇宙的半径,那么直径是156亿光年。这只是基于光线返回时所用时间的95%,因此宇宙实际的长度可能会更长一些。
科学家研究了大爆炸后38万年时形成的宇宙微波背景辐射(CMB),这时宇宙充分地膨胀并冷却以致形成了原子的物质。在天空中不同方向这种辐射温度的差别可以用来提示宇宙的年龄和约束许多重要的宇宙学参量。宇宙微波背景辐射是宇宙婴儿时的图像,这时还没有恒星的形成。美国《物理评论通讯》在2004年5月21日发表了这项新的研究工作,其焦点在于利用宇宙微波背景辐射数据寻找表明宇宙像镜室一样成对圆球现象。据此,宇宙中同一个物体的多个图像可以在与时空中不同的地方呈现出来。镜室效应可能意味着宇宙本来是有限的,但却产生宇宙是无限的感觉。他告诉记者,“没有迹象表明宇宙是有限的,但是也没有证明它是无限的。”
宇宙结构的争论,宇宙是球形的,马鞍形的,还是平坦的?
关于宇宙的结构和未来,现代宇宙学说认为,如果宇宙总质量大于某一临界质量,那么宇宙的结构是球形的,并且总有一天会在引力作用下收缩。
如果宇宙总质量小于临界质量,那么宇宙的结构是马鞍形的,宇宙内部的引力无法抵消宇宙膨胀的速度而使宇宙一直膨胀下去。
如果宇宙总质量恰好等于临界质量,那么宇宙的结构是平坦的,宇宙也将像现在这样一直膨胀下去。
宇宙的结构实际上是时间和空间的结构,普通人很难想像。不过科学家提出一个衡量宇宙结构的标准:如果两束平行光线越来越近,那么宇宙结构是球形的;如果两束平行光线越来越远,那么宇宙结构是马鞍型的;如果两束平行光线永远平行下去,那么宇宙结构则是平坦的。平坦宇宙的结构可以用欧几里德几何解释。
平坦宇宙学的几个证据。
宇宙结构是平坦的这一结论是参加“银河系外毫米波辐射和地球物理气球观测项目”的多国科学家得出的。这一项目的目的是研究宇宙背景辐射的详细情况。
科学家在1998年底将一些射电天文望远镜放置在氦气球顶部,随氦气球上升到距地面约40公里的高空,在那里对特定宇宙区域进行了11天的观测,获得了迄今关于宇宙早期辐射最详实的数据。
经过研究,科学家发现,在大尺度上,宇宙最初发出的光线并没有发生弯曲现象,也就是说当初的两束平行光线一直保持平行状态,这说明宇宙结构是平坦的,也就是说宇宙总质量恰好等于临界质量,宇宙将像现在这样一直膨胀下去。
早在1965年,科学家就已探测到宇宙空间中均匀分布着的宇宙背景辐射,其温度为零下270摄氏度。大爆炸学说认为,这种辐射是宇宙大爆炸后的“余烬”。从这些“余烬”中,科学家可以推测大爆炸初期的情景
1991年,美国宇宙背景探测卫星发现,宇宙背景辐射中存在着微小温度波动,如同在“余烬”中闪动着的微弱“火光”,这表明那时宇宙内已存在密度非常小的物质云团。正是这些云团逐渐收缩形成了后来的星系。“银河系外毫米波辐射和地球物理气球观测项目”是在该卫星发现的基础上进行观测的。
此外,分别于1990年4月和1991年4月进入太空的“哈勃”天文望远镜和伽马射线探测器以及其他一些观测仪器也对宇宙的结构和演化进行了观测,取得了大量成果。这些成果较为一致地认为宇宙将一直膨胀下去。
人类对宇宙诞生和演化的观测研究刚刚起步,关于宇宙结构和未来的推测也仅仅是初步结论。未来几年,科学家计划发射两颗卫星更精确地观测宇宙早期辐射的情况,此外,科学家还将采取其他多种手段观测宇宙,宇宙诞生和结构之谜将被进一步揭开。
古往今来 现代宇宙学
7世纪,牛顿开创用力学方法研究宇宙学的途径,建立经典宇宙学。1917年爱因斯坦根据广义相对论建立了一个“静止、有限、无界”的宇宙模型,引进宇宙学原理、弯曲时空等概念,从而开创了现代宇宙学研究的时代。1922年苏联数学家弗里德曼探讨非静态宇宙及宇宙膨胀的可能性。1927年比利时主教、天文学家勒梅特提出均匀各向同性膨胀宇宙学模型。1932年勒梅特提出“原始原子”爆炸形成宇宙的概念。1948年美国天文学家伽莫夫发展勒梅特思想,奠定大爆炸宇宙论的基础。

热心网友 时间:2023-02-05 14:20

“大爆炸宇宙论”认为:宇宙是由一个致密炽热的奇点于150亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。1929年,美国天文学家哈勃提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律,并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。

宇宙并非永恒存在而是从虚无创生的思想在西方文化中可以说是根深蒂固。虽然希腊哲学家曾经考虑过永恒宇宙的可能性,但是,所有西方主要的宗教一直坚持认为宇宙是上帝在过去某个特定时刻创造的。

象历史学家一样,宇宙学家意识到开启未来的钥匙在于过去。

早在1929年,埃德温?哈勃作出了一个具有里程碑意义的发现,即不管你往哪个方向看,远处的星系正急速地远离我们而去。换言之,宇宙正在不断膨胀。这意味着,在早先星体相互之间更加靠近。事实上,似乎在大约100亿至200亿年之前的某一时刻,它们刚好在同一地方,所以哈勃的发现暗示存在一个叫做大爆炸的时刻,当时宇宙无限紧密。

1950年前后,伽莫夫第一个建立了热大爆炸的观念。这个创生宇宙的大爆炸不是习见于地球上发生在一个确定的点,然后向四周的空气传播开去的那种爆炸,而是一种在各处同时发生,从一开时就充满整个空间的那种爆炸,爆炸中每一个粒子都离开其它每一个粒子飞奔。事实上应该理解为空间的急剧膨胀。"整个空间"可以指的是整个无限的宇宙,或者指的是一个就象球面一样能弯曲地回到原来位置的有限宇宙。

根据大爆炸宇宙论,甚早期的宇宙是一大片由微观粒子构成的均匀气体,温度极高,密度极大,且以很大的速率膨胀着。这些气体在热平衡下有均匀的温度。这统一的温度是当时宇宙状态的重要标志,因而称宇宙温度。气体的绝热膨胀将使温度降低,使得原子核、原子乃至恒星系统得以相继出现。

从1948年伽莫夫建立热大爆炸的观念以来,通过几十年的努力,宇宙学家们为我们勾画出这样一部宇宙历史:

大爆炸开始时 150-200亿年前,极小体积,极高密度,极高温度。
大爆炸后10-43秒 宇宙从量子背景出现。
大爆炸后10-35秒 同一场分解为强力、电弱力和引力。
大爆炸后10-5秒 10万亿度,质子和中子形成。
大爆炸后0.01秒 1000亿度,光子、电子、中微子为主,质子中子仅占10亿分之一,热平衡态,体系急剧膨胀,温度和密度不断下降。
大爆炸后0.1秒后 300亿度,中子质子比从1.0下降到0.61。
大爆炸后1秒后 100亿度,中微子向外逃逸,正负电子湮没反应出现,核力尚不足束缚中子和质子。
大爆炸后13.8秒后 30亿度,氘、氦类稳定原子核(化学元素)形成。
大爆炸后35分钟后 3亿度,核过程停止,尚不能形成中性原子。
大爆炸后30万年后 3000度,化学结合作用使中性原子形成,宇宙主要成分为气态物质,并逐步在自引力作用下凝聚成密度较高的气体云块,直至恒星和恒星系统。

大爆炸理论模型得到若干重要观测事实的支持:

(1)星系距离越远退行速度越大

大爆炸理论的科学性令人不得不信服。最直接的证据来自对遥远星系光线特征的研究。20年代,天文学家埃德温?哈勃(Edwin Hubble)研究了维斯托?斯里弗(Vesto Slipher)所作的观测。他注意到,远星系的颜色比近星系的要稍红些。哈勃仔细测量了这种红化,并作了一张图。他发现,这种红化是系统性的,星系离我们越远,它就显得越红。

光的颜色与它的波长有关。在白光光谱中蓝光位于短波端,红光位于长波端。遥远星系的红化意味着它们的光波波长已稍微变长了。在仔细测定许多星系光谱中特征谱线的位置后,哈勃证实了这个效应。他认为,光波变长是由于宇宙正在膨胀的结果。哈勃的这个重大发现奠定了现代宇宙学的基础。

膨胀中宇宙的性质使许多人困惑不解。从地球的角度来看,好象遥远的星系都正飞快地远离我们而去。但是,这并不意味着地球就是宇宙的中心。平均而言,宇宙不同地方的膨胀图像都是相同的。可以说每一点都是中心,又没有一点是中心。我们最好把它想象成星系间的空间在伸长或膨胀,而不是星系在空间中运动。这一点与我们日常生活中见到的源于一点的爆炸不同。

空间可以伸长这一事实看上去似乎离奇古怪,不过这却是1915年爱因斯坦广义相对论发表以来科学家们早就熟知的概念。广义相对论认为,引力实际上是空间(严格地说是时空)弯曲或变形的一种表现。从某种意义上来说空间是有弹性的,可以按某种方式弯曲或伸长,具体情况取决于物质的排列。这个思想已为观测所充分证实。

膨胀空间的基本概念可通过一项简单的模拟来加以理解。想象在一条松紧带上缝有一排钮扣。现在假定从松紧带的两端把它拉长,结果所有的钮扣都彼此远离。不论我们选择从哪个钮扣来看,它邻侧的钮扣似乎都在远离,而且这种膨胀是处处相同的,不存在特殊的中心。当然,我们在画这排钮扣时,它有一个中心钮扣,但这与系统的膨胀方式毫不相干。只要把这条带钮扣的松紧带无限加长,或环成一个圆圈,这个中心便不再存在了。

从任意一个钮扣来看,离它最近的钮扣以某种速度退行,再下一个钮扣则以两倍数度退行,依此类推。在你看来,钮扣离得越远,它退行得越快。因此这种膨胀意味着退行速度与距离成正比-这是一个极为重要的关系。借助这个图像,我们现在就可想象出光波是如何在膨胀空间中或星系间传播的。当空间伸长时,光波波长也跟着变长,这就解释了宇宙学红移现象。哈勃发现,红移量与距离成正比,同这个简单的图像模拟结果完全一致。

(2)3K宇宙微波背景辐射(1978年诺贝尔物理奖)

早在四十年代末,大爆炸宇宙论的鼻祖伽莫夫认为,我们的宇宙正沐浴在早期高温宇宙的残余辐射中,其温度约为6K。正如一个火炉虽然不再有火了,还可以冒一点热气。

1964年,美国贝尔电话公司年轻的工程师-彭齐亚斯和威尔逊,在调试他们那巨大的喇叭形天线时,出乎意料地接收到一种无线电干扰噪声,各个方向上信号的强度都一样,而且历时数月而无边化。

难道是仪器本生有毛病吗?或者是栖息在天线上的鸽子引起的?他们把天线拆开重新组装,依然接收到那种无法解释的噪声。这种噪声的波长在微波波段,对应于有效温度为3.5K的黑体辐射出的电磁波(它的谱与达到某种热平衡态的熔炉内的发光情况精确相符,这种辐射就是物理学家说熟知的"黑体辐射")。他们分析后认为,这种噪声肯定不是来自人造卫星,也不可能来自太阳、银河系或某个河外星系射电源,因为在转动天线时,噪声强度始终不变。

后来,经过进一步测量和计算。得出辐射温度是2.7K,一般称之为3K宇宙微波背景辐射。这一发现,使许多从事大爆炸宇宙论研究的科学家们获得了极大的鼓舞。因为彭齐亚斯和威尔逊等人的观测竟与理论预言的温度如此接近,正是对宇宙大爆炸论的一个非常有力的支持!这是继1929年哈勃发现星系谱线红移后的又一个重大的天文发现。

宇宙微波背景辐射的发现,为观测宇宙开辟了一个新领域,也为各种宇宙模型提供了一个新的观测约束,它因此被列为20世纪60年代天文学四大发现之一。彭齐亚斯和威尔逊于1978年获得了诺贝尔物理学奖。瑞典科学院在颁奖决定中指出:这一发现,使我们能够获得很久以前宇宙创生时期所发生的宇宙过程的信息。

(3)宇宙氦丰度

最后还有一个证实炽热高密度宇宙起源理论的证据。只要知道今天热辐射的温度,由热大爆炸理论很容易计算出宇宙诞生后约1秒时各处的温度约为100亿度,这对现有的原子核的合成来说也是太高了。那时物质必定被撕裂成最基本的成分,形成一锅基本粒子汤,诸如质子、中子和电子。但是,随着这锅汤变冷,核反应就可能出现了。

参考资料:http://ks.cn.yahoo.com/question/1306121320343.html

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