宇宙怎么
❶ 宇宙是怎么产生的
我们现在所观察到的宇宙是由众多的星系构成,其边界大约有100多亿光年。我们所居住的地球只是太阳系的一颗普通行星,而太阳系是银河系中的一颗普通恒星。那么这么多大大小小的星系,是怎么产生的呢?
说到产生,就会引起我们的另一番疑问:在它产生之前又是一个什么状态呢?在天文学界,有一句话是这样描述的:“宇宙诞生之前,没有时间,没有空间,也没有物质和能量”。然后在大约150亿年前,在什么都“无”的情况下,一个体积无限小的“点”爆炸了。从这一刻开始,时间诞生了,空间存在了,物质和能量也由此产生,这就是宇宙的诞生,也就是人们常说的“大爆炸”。
宇宙学说是这样理解“大爆炸”的:我们现在所了解的宇宙,它的孕育集中于一个很小、温度极高、密度又极大的原始火球。在大约150亿年前,原始火球经过积年累月终于发生质的变化,引起了大爆炸,从此我们所在的宇宙诞生了。
宇宙诞生的具体过程又是什么样的呢?前面提到的宇宙诞生之前的那个“点”,其实是一个凝聚了11维时空的普朗克尺度的“小火球”,具有极高的温度、密度及能量。这个小球一直被所谓的“弦”束缚着。这个“弦”是1维的,它扫过二维的路径,2根弦就扫过4维的时空。所以当弦—反弦相遇消失,然后释放出4维时空,随着维度的不断膨胀,就形成了现在的宇宙。
刚刚诞生的宇宙很小,而且它的整体温度和密度都很高,然而随着宇宙的迅速膨胀,它的温度也迅速下降,宇宙随着时间的推移继续变冷,核反应开始发生,生成各种元素。这些物质的微粒相互吸引、融合,形成各种团块,并逐渐演化成星系、恒星和行星……在个别天体上,如地球,还出现了生命现象。然后,能够认识宇宙的人类终于诞生了。
虽然天文学家已经证明宇宙的年龄大约150亿年之久,但是从宇宙的角度来讲,它仍然还很年轻。
❷ 宇宙到底是怎么形成的
许多科学家们认为宇宙是从一次大爆炸中诞生的。随着科技的进步,人类发明了各种先进的观测设备,得到了更多的信息,对宇宙的起源问题,也了解得越来越清楚了。现在,大部分研究这个问题的科学家都相信,宇宙是从一枚“宇宙蛋”中膨胀长大的。宇宙刚刚诞生时膨胀的速度是那么的快,所以科学家们为宇宙的诞生起了个形象的称呼,这就是“宇宙大爆炸”。 拓展资料 宇宙中的物质分布出现不平衡时,局部物质结构会不断发生膨胀和收缩变化,但宇宙整体结构相对平衡的状态不会改变。仅凭从地球角度观测到的部分可见星系与地球之间距离的远近变化,不能说明宇宙整体是在膨胀或收缩。就像地球上的海洋受引力作用不断此涨彼消的潮汐现象并不说明海水总量是在增加或减少一样。
❸ 宇宙怎么形成和演变的
大约在150亿年前,宇宙所有的物质都高度密集于一个很小、温度极高、密度极大的原始火球,后来原始火球发生了大爆炸,物质开始向外大膨胀,就形成了今天我们看到的宇宙。在这150亿年中先后诞生了星系团、黑洞和星系等。
“大爆炸宇宙论”提出宇宙常常是周而复始地从诞生至消亡,再诞生、再消亡的轮回。按照宇宙诞生后就急速扩大的宇宙模型,可以计算出宇宙的年龄为130亿年。这就是说,从地球到宇宙“尽头”的距离,理论上应是130亿光年。
科学研究发现,宇宙不是永恒的,而是在不断地膨胀中。宇宙的不平衡现象最早是由一位德国的医生发现的,他在夜空观察星星时发现,每个星球间的距离并没有因万有引力而彼此靠近。那么,在星球之间必定存在另一种力量抵消了它们之间的万有引力,他就把这现象假设为宇宙在不断地膨胀。
科学家发现宇宙中存在红移现象,即远距离星球射向地球的光以红光为多,近距离的则以紫光为主。这一现象说明了这些星球在远离地球,接着爱因斯坦提出了广义相对论,他提出加速度不等于零的理论,其中就包含了宇宙膨胀的学说。1931年美国天文学家利用先进的天文望远镜发现,在银河系外仍有很多星系,并且在不断地膨胀,至此才使得宇宙膨胀的理论得到证实。
热大爆炸宇宙学,这种学说认为,宇宙膨胀是按“绝热”的方式进行,即宇宙是从热至冷演变的。在宇宙早期,辐射和物质的密度都很高,光子被物质吸收或散射,然后物质发射出光子,辐射和物质频繁地相互作用,当宇宙温度下降时,质子与电子结合成氢原子对辐射的吸收减少,物质跟辐射不再相互作用,光子便可以在空间自由穿行。微波背景辐射的发现,有力地支持了热爆炸宇宙模型,因此,热大爆炸宇宙学得到了大多数科学家的认同。
暴胀宇宙学,这个学说是美国科学家古思、温伯格和威尔茨克3人于1979年至1981年提出的。这个学说认为,在大爆炸后不到10秒至35秒的瞬间,宇宙迅速膨胀,故称为暴胀。暴胀后体积增大了1043倍。这种学说还认为引力强度会导致宇宙膨胀速率减慢。当暴胀阶段终了,宇宙过渡至今天的平缓状态,物质分布不均匀现象便产生了。
在太阳系中存在着来自地球之外的人造天体。1961年,法国学者雅克?瓦莱发现了一颗运行方向与其他卫星相反的地球卫星,这颗来历不明的卫星被命名为“黑色骑士”。科学家研究发现,“黑色骑士”可能是一艘由于内部爆炸而变成10块碎片的外星太空船的残骸。
宇宙
❹ 宇宙是如何形成的
宇宙到底是怎么形成的?
一直以来,关于“宇宙”有许许多多终极疑问,比如:宇宙是什么样子的?再比如:宇宙的起源等等。今天,我们就来聊一聊:宇宙的起源问题。
宇宙有没有起源?
说到宇宙的起源。我们要先要问一个问题那就是:宇宙到底有没有起源?
这并不是没事找事,而是宇宙有没有起源其实是这个问题的关键。早在爱因斯坦之前,当时的学者们都认为宇宙是永恒的,意思是说,在大尺度上,宇宙几乎是不随时间的变化而变化。宇宙以前什么样子,未来就什么样。宇宙没有开端,更没有终局。其实即使到了如今这个时代,还是会很多人认为宇宙是永恒的。
有这种观念并没有不对,因为人类相对于宇宙实在太渺小,无论是空间尺度,还是时间尺度。所以,一般一个人的一生所看到的星空,大致是不会有剧变的。所以,很多人才会认为宇宙是永恒的,包括连爱因斯坦这样的大神都是如此。
宇宙膨胀
但是这个观念一直到上世纪开始发生了剧变。之所以会有如此大的变化,主要是在于两个方面,一个方面是出现了新的描述宇宙的理论,另一方面是人类观测技术发生了大幅度的提升。
我们从理论说起,1915年,爱因斯坦提出了著名的广义相对论。在这个理论当中,有一个著名的广义相对论场方程。
但是爱因斯坦发现这个方程预示着宇宙是膨胀的,他觉得这样是不符合他的宇宙观的,也就是我们上文说到的宇宙在大尺度上不随着时间的变化而变化的观念。
爱因斯坦为了让自己的理论符合自己的观念,于是在这个方程当中加上了一个宇宙学常数,用来抵消宇宙膨胀。
可是,没过几年,爱因斯坦就遭遇了双重打脸,首先是搞理论的一群物理学家们就看出了爱因斯坦的小九九,并且提出爱因斯坦这么做是不对的。
但更狠的是天文学家哈勃。他长年在观测银河系外的星系,他就发现,银河系外的星系大多数都在发生红移。
说白了,就是离我们远去,而且是离我们越远的星系,远离我们的速度越快。如果只是天体自己在运动,那应该是有的靠近,有的远离,而不是都在远离,而且离得越远,远离得越快。
因此,只有一种解释,那就是宇宙在膨胀,而且是整体性,等比例地在膨胀,而不是边缘在向外扩。
哈勃的这个发现直接就是从观测上打脸了。爱因斯坦不得不承认自己的做法是有问题的,据说爱因斯坦认为“加宇宙学常数”是他人生中做过最后悔的事情。
宇宙大爆炸
如果宇宙是在随着时间膨胀,那我们往回推就可以得到宇宙起源于一个奇点。在138亿年前的一次大爆炸,诞生了如今的宇宙。也就是说,宇宙应该是有起源的,而不是永恒的。
但是口说无凭,要从这个出发点建立出一套理论,首先需要的就是过硬的理论支持,并且可以提出相关的证据。于是,一群粒子物理学就开始研究这个宇宙的起源和演化,他们构建了我们耳熟能详的宇宙大爆炸模型,并且提出两个关键证据,一个是宇宙微波背景辐射,一个是氦元素丰度。而这两个关键证据后来也被科学家们所证实,不仅如此,宇宙微波背景辐射还成为了我们了解宇宙的武林秘籍。围绕着宇宙微波背景辐射已经颁了三个诺贝尔物理学奖。
而粒子物理学家们构建的这套理论阐明了宇宙的整个演化,早期宇宙空间剧烈膨胀,温度急剧下降,在3分钟左右,就形成了如今的构成物质的粒子。宇宙大爆炸之后38万年,温度降低到3000度左右,原子结构得以成形,光开始在宇宙中传播。后来,在2亿年左右,宇宙中的星云在引力坍缩下逐渐形成了各个恒星等等。
可能你要说明明没有亲历现场,凭什么就可以确定呢?
其实这个问题就好比,警察和法官明明没有看到凶手杀人,他们又如何评判一个人是不是应该有罪呢?如果必须眼见为实才是真,那可能我们永远也没有办法抓到凶手。而如今我们也都知道,其实这一切是可以依靠证据来证实或者证伪的。
科学理论也是如此,我们要批判一个理论到底对不对,首先要用充分的证据可以支持,其次它还能预测一些现象,宇宙大爆炸模型就预言了宇宙微波背景辐射的存在,以及氦元素的丰度。其次还要把理论放到最极端的条件下去试错,如果还是对,你甚至找不到这个理论有任何的反例,更无法用证伪它,那它就应该是一个可信的理论。
其次,关于大爆炸,其实很多人还会问这样的问题,宇宙大爆炸之前是什么样的。
但其实问这个问题的人,根本没有好好思考过大爆炸理论本身。其实它描述的是从大爆炸之后的宇宙演化,而不是大爆炸之前的宇宙演化。也就是说,大爆炸之前到底是什么,并不妨碍宇宙大爆炸理论本身成立。这就好比无论你的父亲母亲是谁,甚至你自己都不知道自己的父母是谁,但这一点都不妨碍你是谁是一个道理。而宇宙大爆炸之前是什么,如今的认知是不知道。但就像刚才说到的那样,这一点不影响宇宙大爆炸本身成不成立。
总结
按照如今的主流理论,宇宙起源于一次138亿年前的大爆炸。大爆炸之后,宇宙逐渐演化出了如今宇宙的一切。
❺ 宇宙是怎么形成的
宇宙是由大约137亿年前发生的一次大爆炸形成的。
宇宙内的所存物质和能量都聚集到了一起,并浓缩成很小的体积,温度极高,密度极大,瞬间产生巨大压力,之后发生了大爆炸,这次大爆炸的反应原理被物理学家们称为量子物理。大爆炸使物质四散出去,宇宙空间不断膨胀,温度也相应下降,后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。
虽然整个宇宙的大小尚不清楚,但可以测量可观测宇宙的大小,估计其直径为930亿光年。在各种多重宇宙论中,一个宇宙是一个尺度更大的多重宇宙的组成部分之一,各个宇宙本身都包括其所有的空间和时间及其物质。
(5)宇宙怎么扩展阅读:
宇宙的组成
宇宙几乎完全由暗能量、暗物质和普通物质组成。其他包括电磁辐射(估计占宇宙总能量的0.005%或接近0.01%)和反物质。在宇宙的历史中,所有类型的物质和能量的比例都发生了变化。在过去20亿年中,宇宙中产生的电磁辐射总量减少了1/2。
当前包括原子、行星、恒星、星系和生命在内的普通物质仅占宇宙质能总量的4.9%。当前这类物质的总体密度非常低,大约为4.5×10-31g/cm³,相当于每4立方米体积中只有一个质子的密度。暗能量和暗物质的性质是未知的。暗物质是一种尚未被确认的神秘物质形式,占宇宙总量的26.8%。暗能量是来自虚无空间的能量,它导致宇宙的膨胀加速,占宇宙总量的68.3%。
❻ 宇宙怎么解释
宇宙到底是什么?该如何理解?
我国古语有云:“往古来今谓之宙,四方上下谓之宇。”在这里我们就可以初步了解,宙说的是往古来今,也就是时间;宇说的是四方上下,也就是空间。实际上还需要加上物质,也就齐活了,时间、空间、物质三者不可分。
按照目前的主流观点,认为宇宙起源于138.2亿年前的奇点,经过一次暴涨,最后形成今天这样规模的宇宙。按照最新数据可观测宇宙直径大约是930亿光年,而科学家预估不可观测宇宙直径至少23万亿光年。未来宇宙会是什么样我们不太清楚,但是根据天文上的观测,科学家发现宇宙一直在膨胀,在地球上遥望星空,看到的星系都在远离我们运动,根据哈勃定律距离我们越远,退行的速度越快。
但宇宙膨胀并不是大家想象中的减速膨胀,按照常规的理解,宇宙起始于138.2亿年前的奇点大爆炸,那么随着时间再自身的引力作用下,宇宙本该是减速膨胀。但科学家观测到的结果却是,经过某个点之后宇宙正在加速膨胀,这就很奇怪了。
物体运动有加速度那自然就会有力的作用,但是目前就四大基本作用力,不是它们之中的任何一种,科学家提出了暗能量的概念,从其名字就可以知晓,对于这种作用方式,科学家了解的不太多。它在大尺度下表现的才更明显,并且随着距离的增大,作用效果越来越明显。无法想象宇宙未来的命运如何!
现在的时间、空间和所有的物质都算是起源于138.2亿年前的奇点,曾经有人问过奇点之前是什么?奇点之外是什么?实际上很简单,那就是没有答案,因为现在所有的一切,都是起源于那个奇点,奇点之前和之外是没有意义的概念。
人类对于宇宙的认识是逐渐在变化的,最开始就是天圆地方,目光所及就是宇宙的一切,因为那个年代并没有望远镜,也不可能让我们以上帝视角去观看宇宙的模型。现在就不一样了,在网上随便就可以找到太阳系的模型、银河系的模型,已经更高的本星系群、本超星系团等。让我们对于宇宙的认识越来越全面,越爱越立体。
太阳系内包含了八大行星、小行星、卫星、矮行星、彗星等,人类文明居住于地球之上,八大行星几乎都贴近于黄道面,在一个平面上绕太阳公转。而太阳系位于银河系的一条旋臂之上,距离银心大约2.6万光年,太阳带着整个家族成员绕着银心狂奔,绕行一圈可能需要2.25亿年。而银河系和附近的一些星系大约五十个左右,构成了本星系群。
总之我们所见、所经历就是宇宙,我们本身实际上也是宇宙的一部分,它起源于138.2亿年前的奇点,至于最终的命运如何尚不可知了!一个生物文明对于宇宙来说只是匆匆的过客。
❼ 宇宙是怎么形成的
很多西方人认为地球和天空是在6000年前是经超自然的创造形成的(至今很多人仍然坚信这一结 论,尽管这样做了以后他们的智力看起来就和那些相信地球是平面的人一样)。无论如何,现在大多数科学家都接受这样一个事实,即太阳系是在46亿年前由尘埃云和气体云经过一个自然过程后形成的,而且也许在150 亿年以前宇宙形成后这些云就已经存在了。
在宇宙的开端,在时空诞生后的最初30万年里,宇宙是不透明的。随着质子和电子互相结合成原子,辐射就可以自由的通过了,于是就形成了一个可观测的宇宙。
但是如果我们回到大爆炸的时候并假设宇宙的所有物质和能量都集中在一个相当稠密的小球中,这个小球非常热,它发生爆炸形成了宇宙,那么这个小球是从哪来的呢?它是怎么形成的呢?我们一定要假设在这一阶段里有超自然创造吗?
不一定,科学家们在1920年推出了一门叫量子力学的学科,它太复杂了以至于我们无法在这里解释它。这是一个非常成功的理论,它恰当地解释了其他理论无法解释的现象,而且还可以预测新现象,所预测的新现象和实际上发生的完全相同。
1980年,一个美国物理学家阿兰。古司开始用量子力学研究了有关大爆炸起源的问题。我们可以假想在大爆炸发生以前,宇宙是一个巨大的发光的海,里面什么都不存在。很明显这种描述是不准确的,这些不存在包含着能量,所以它不是真空,因为按定义真空里应该什么都没有。前宇宙含有能量,但它的所有组成部分和真空的成分相似,所以它被叫做假真空。
在这个假真空里,一个微小的质点存在于有能量的地方,它是通过无规律变化的无目的的力量形成的。事实上,我们可以把这个发光的假真空想象成一个泡沫状的泡泡团,它可以在这儿或在那儿产生一小片存在物,就像海浪产生的泡沫一样。这些存在物中有的很快就消失了,回归到假真空;而有的正相反变得很大或者经过大爆炸形成像宇宙那样的物体。我们就住在这样一个成功存在下来的泡泡里。
但是这个模型有很多问题,科学家们一直在弥补和解决它们。如果他们解决了这个问题,我们会不会有一个更好的观点来解释宇宙从何而来呢?
当然,如果古司理论的一部分是正确的,我们可以简单地往回走一步问假真空的能量最初是从哪来的。这个我们说不出来,但这并不能帮助我们证实超自然物质的存在,因为我们还可以再往回走一步问超自然物质是从哪来。
这个问题的答案令人震惊,即“它不来自任何地方,它总是这样存在的”。
❽ 宇宙是怎么诞生的
宇宙学说认为,我们所观察到的宇宙,在其孕育的初期,集中于一个体积极小、温度极高、密度极大的奇点。在141亿年前左右,奇点产生后发生大爆炸,从此开始了我们所在的宇宙的诞生史。
1929年,天文学家哈勃公布了一个震惊科学界的发现。这个发现在很大程度上导致这样的结论:所有的河外星系都在离我们远去。即宇宙在高速地膨胀着。这一发现促使一些天文学家想到:既然宇宙在膨胀,那么就可能有一个膨胀的起点。天文学家勒梅特认为,现在的宇宙是由一个“原始原子”爆炸而成的。这是大爆炸说的前身。俄裔美国天文学家伽莫夫接受并发展了勒梅特的思想,于1948年正式提出了宇宙起源的大爆炸学说。
伽莫夫认为,宇宙最初是一个温度极高、密度极大的由最基本粒子组成的“原始火球”——引力奇点。根据现代物理学,这个火球必定迅速膨胀,它的演化过程好像一次巨大的爆发。由于迅速膨胀,宇宙密度和温度不断降低,在这个过程中形成了一些化学元素,然后形成由原子、分子构成的气体物质。气体物质又逐渐凝聚成星云,最后从星云中逐渐产生各种天体,成为现在的宇宙。
这种学说一般人听起来非常离奇,不可思议。在科学界,也由于这个学说缺乏有力的观测证据,因而在它刚刚问世时,并未予以普遍的响应。
到了1965年,宇宙背景辐射的发现使大爆炸说重见天日。原来,大爆炸说曾预言宇宙中还应该到处存在着“原始火球”的“余热”,这种余热应表现为一种四面八方都有的背景辐射
。特别令人惊奇的是
,伽莫夫预言的“余热”温度竟恰好与宇宙背景辐射的温度相当。另一方面,由于有关的天文学基本数据已被改进,因此根据这个数据推算出来的宇宙膨胀年龄,已从原来的50亿年增到100—200亿年,现在最准确的是137亿年,这个年龄与天体演化研究中所发现的最老的天体年龄是吻合的。由于大爆炸说比其他宇宙学说能够更多、更好地解释宇宙观测事实,因此愈来愈显示出它的生命力。现在,大多数天文学家都接受了大爆炸说的基本思想,不少过去不能解释的问题正在逐步解决,它是最有影响、最有希望的一种宇宙学。