本文目录
- 宇宙的奥秘—光亮点、波纹
- 关于宇宙的资料
- 如果宇宙是有限的,也就是宇宙之外没有别的东西了,那么我们怎样判断整个宇宙是旋转地还是静止的
- 为什么我看宇宙图太阳清晰会很害怕
- 为什么宇宙是黑的
- 宇宙简介
- 我用我的眼晴看宇宙(作文)
- 宇宙的起源
- 宇宙是什么样子的,人类为何无法看到宇宙的一切
宇宙的奥秘—光亮点、波纹
我们空气中不为人知的现象,光亮点和波纹的存在,最让人不可思议的是,我们竟然能用肉眼看到这种微观事物!这种现象颠覆我们的认知! 我三十年前就观察一个现象,我们空中有无数的光亮点,还有很多波纹。这个光点无处不在,它在空中跳动,类似生命检测仪器上的跳动的亮点,他在空中无处不在,满天空都,还有波纹。这种光亮点不受时空限制,它在空间中,不占有空间。能穿透物体,物体无法遮挡住它。我平时经常看到,或者说只要天亮,它就不停在我们眼前,在空中跳动,特别是阴天时间,更容易看到它。因为它是微观事物,在我们眼前我们也不理会(不注意它)。可以空中飞个很小的蚊子我们都看到,因为,小蚊子也在我们视线里。这种光亮点不影响我们的视线所以我们从不注意到它的存在。看到他的方法很简单,在白天盯着空中看,仔细看就能看到。首先是白天不能太暗,阴天看的更清楚。背景一定是天空,不能以地为背景,然后往空中看就能看到,眯着眼更容易看到。看到后眯眼睛或正常去看就行,第一次看时最好眯着眼用眼睛余光看。看到后正常看就行,主要是往空中看,不要看天上篮天。看到后一定辨别它是否存在,还是眼睛错觉。这点很重要,这是确定它存在的确认。还有就是我在日常生活常出现大脑缺氧状态下两眼一抹黑,眼冒金星,我们蹲久了猛然一起,导致大脑缺氧状态,两眼一抹黑眼冒金星,还有我们常说,被人打的眼冒金星,这个金星就是我们看到的空中的光亮点。我们常常认为是我们视觉的错觉导致的,从来没有辨别一下,是真实看到了这种发光的小光亮点在眼前。 还有就是波纹的存在,波纹不如光亮点容易看到,而且不容易辨别它的存在。但是,它也的确存在。我这三十多年也特别甄别它,发现它确实存在,我们的肉眼也能看到的,但是,看到的难度是有的,得仔细看仔细甄别才能确认它的存在。它和光亮点一样无处不在,也是在空间,不占有空间,不受时空限制。它形状像小虫子弯弯曲曲纹线,波纹中间是小圆圈,一个大的搁几个小圆圈,在一个大圆圈,在搁几个小圆圈。有的像虫子,也有不规则的像虫圆形,还有不规则的虫形方形,各种各样。它都不会太大。而且大小都,小的刚能看到,大的也不大。它不像光亮点有规则,光亮点都那样大,都是在空中一跳一跳,波纹在空中是划动的。
关于宇宙的资料
我们现在观察到的宇宙,其边界大约有100多亿光年。它由众多的星系所组成。地球是太阳系的一颗有生命的普通行星,而太阳是银河系中一颗普通恒星。我们所观察到的恒星、行星、慧星、星系等是怎么产生的呢? 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。 宇宙大爆炸后0.01秒,宇宙的温度大约为1000亿度。物质存在的主要形式是电子、光子、中微子。以后,物质迅速扩散,温度迅速降低。大爆炸后1秒钟,下降到100亿度。大爆炸后14秒,温度约30亿度。35秒后,为3亿度,化学元素开始形成。温度不断下降,原子不断形成。宇宙间弥漫着气体云。他们在引力的作用下,形成恒星系统,恒星系统又经过漫长的演化,成为今天的宇宙。 物质现象的总和。广义上指无限多样、永恒发展的物质世界,狭义上指一定时代观测所及的最大天体系统。后者往往称作可观测宇宙、我们的宇宙,现在相当于天文学中的“总星系”。 2003年2月份,美国国家航空航天局曾向全世界公布他们有关宇宙年龄的研究成果。根据其公布的资料显示,宇宙年龄应该为137亿岁。2003年11月份,国际天体物理学研究小组宣称,宇宙的确切年龄应该是145亿岁。地球的形成大约是距今45亿年。 词源考察 在中国古籍中最早使用宇宙这个词的是《庄子·齐物论》。“宇”的含义包括各个方向,如东西南北的一切地点。“宙”包括过去、现在、白天、黑夜,即一切不同的具体时间。战国末期的尸佼说:“四方上下曰宇,往古来今曰宙。”“宇”指空间,“宙”指时间,“宇宙”就是时间和空间的统一。后来“宇宙”一词便被用来指整个客观实在世界。与宇宙相当的概念有“天地”、“乾坤”、“六合”等,但这些概念仅指宇宙的空间方面。《管子》的“宙合”一词,“宙”指时间,“合”(即“六合”)指空间,与“宇宙”概念最接近。 在西方,宇宙这个词在英语中叫cosmos,在俄语中叫кocMoc ,在德语中叫kosmos ,在法语中叫cosmos。它们都源自希腊语的κoσμoζ,古希腊人认为宇宙的创生乃是从浑沌中产生出秩序来,κoσμoζ其原意就是秩序。但在英语中更经常用来表示“宇宙”的词是universe。此词与universitas有关。在中世纪,人们把沿着同一方向朝同一目标共同行动的一群人称为universitas。在最广泛的意义上,universitas 又指一切现成的东西所构成的统一整体,那就是universe,即宇宙。universe和cosmos常常表示相同的意义,所不同的是,前者强调的是物质现象的总和,而后者则强调整体宇宙的结构或构造。 宇宙观念的发展 宇宙结构观念的发展 远古时代,人们对宇宙结构的认识处于十分幼稚的状态,他们通常按照自己的生活环境对宇宙的构造作了幼稚的推测。在中国西周时期,生活在华夏大地上的人们提出的早期盖天说认为,天穹像一口锅,倒扣在平坦的大地上;后来又发展为后期盖天说,认为大地的形状也是拱形的。公元前7世纪 ,巴比伦人认为,天和地都是拱形的,大地被海洋所环绕,而其中央则是高山。古埃及人把宇宙想象成以天为盒盖、大地为盒底的大盒子,大地的中央则是尼罗河。古印度人想象圆盘形的大地负在几只大象上,而象则站在巨大的龟背上,公元前7世纪末,古希腊的泰勒斯认为,大地是浮在水面上的巨大圆盘,上面笼罩着拱形的天穹。 最早认识到大地是球形的是古希腊人。公元前6世纪,毕达哥拉斯从美学观念出发,认为一切立体图形中最美的是球形,主张天体和我们所居住的大地都是球形的。这一观念为后来许多古希腊学者所继承,但直到1519~1522年,葡萄牙的F.麦哲伦率领探险队完成了第一次环球航行后 ,地球是球形的观念才最终证实。 公元2世纪,C.托勒密提出了一个完整的地心说。这一学说认为地球在宇宙的中央安然不动,月亮、太阳和诸行星以及最外层的恒星天都在以不同速度绕着地球旋转。为了说明行星视运动的不均匀性,他还认为行星在本轮上绕其中心转动,而本轮中心则沿均轮绕地球转动。地心说曾在欧洲流传了1000多年。1543年,N.哥白尼提出科学的日心说,认为太阳位于宇宙中心,而地球则是一颗沿圆轨道绕太阳公转的普通行星。1609年,J.开普勒揭示了地球和诸行星都在椭圆轨道上绕太阳公转,发展了哥白尼的日心说,同年,伽利略·伽利雷则率先用望远镜观测天空,用大量观测事实证实了日心说的正确性。1687年,I.牛顿提出了万有引力定律,深刻揭示了行星绕太阳运动的力学原因,使日心说有了牢固的力学基础。在这以后,人们逐渐建立起了科学的太阳系概念。 在哥白尼的宇宙图像中,恒星只是位于最外层恒星天上的光点。1584年,乔尔丹诺·布鲁诺大胆取消了这层恒星天,认为恒星都是遥远的太阳。18世纪上半叶,由于E.哈雷对恒星自行的发展和J.布拉得雷对恒星遥远距离的科学估计,布鲁诺的推测得到了越来越多人的赞同。18世纪中叶,T.赖特、I.康德和J.H.朗伯推测说,布满全天的恒星和银河构成了一个巨大的天体系统。弗里德里希·威廉·赫歇尔首创用取样统计的方法,用望远镜数出了天空中大量选定区域的星数以及亮星与暗星的比例,1785年首先获得了一幅扁而平、轮廓参差、太阳居中的银河系结构图,从而奠定了银河系概念的基础。在此后一个半世纪中,H.沙普利发现了太阳不在银河系中心、J.H.奥尔特发现了银河系的自转和旋臂,以及许多人对银河系直径、厚度的测定,科学的银河系概念才最终确立。 18世纪中叶,康德等人还提出,在整个宇宙中,存在着无数像我们的天体系统(指银河系)那样的天体系统。而当时看去呈云雾状的“星云”很可能正是这样的天体系统。此后经历了长达170年的曲折的探索历程,直到1924年,才由E.P.哈勃用造父视差法测仙女座大星云等的距离确认了河外星系的存在。 近半个世纪,人们通过对河外星系的研究,不仅已发现了星系团、超星系团等更高层次的天体系统,而且已使我们的视野扩展到远达200亿光年的宇宙深处。 宇宙演化观念的发展 在中国,早在西汉时期,《淮南子·俶真训》指出:“有始者,有未始有有始者,有未始有夫未始有有始者”,认为世界有它的开辟之时,有它的开辟以前的时期,也有它的开辟以前的以前的时期。《淮南子·天文训》中还具体勾画了世界从无形的物质状态到浑沌状态再到天地万物生成演变的过程。在古希腊,也存在着类似的见解。例如留基伯就提出,由于原子在空虚的空间中作旋涡运动,结果轻的物质逃逸到外部的虚空,而其余的物质则构成了球形的天体,从而形成了我们的世界。 太阳系概念确立以后,人们开始从科学的角度来探讨太阳系的起源。1644年,R.笛卡尔提出了太阳系起源的旋涡说;1745年,G.L.L.布丰提出了一个因大彗星与太阳掠碰导致形成行星系统的太阳系起源说;1755年和1796年,康德和拉普拉斯则各自提出了太阳系起源的星云说。现代探讨太阳系起源z的新星云说正是在康德-拉普拉斯星云说的基础上发展起来。 1911年,E.赫茨普龙建立了第一幅银河星团的颜色星等图;1913年,伯特兰•阿瑟•威廉•罗素则绘出了恒星的光谱-光度图,即赫罗图。罗素在获得此图后便提出了一个恒星从红巨星开始,先收缩进入主序,后沿主序下滑,最终成为红矮星的恒星演化学说。1924年 ,亚瑟·斯坦利·爱丁顿提出了恒星的质光关系;1937~1939年,C.F.魏茨泽克和贝特揭示了恒星的能源来自于氢聚变为氦的原子核反应。这两个发现导致了罗素理论被否定,并导致了科学的恒星演化理论的诞生。对于星系起源的研究,起步较迟,目前普遍认为,它是我们的宇宙开始形成的后期由原星系演化而来的。 1917年,A.阿尔伯特·爱因斯坦运用他刚创立的广义相对论建立了一个“静态、有限、无界”的宇宙模型,奠定了现代宇宙学的基础。1922年,G.D.弗里德曼发现,根据阿尔伯特·爱因斯坦的场方程,宇宙不一定是静态的,它可以是膨胀的,也可以是振荡的。前者对应于开放的宇宙,后者对应于闭合的宇宙。1927年,G.勒梅特也提出了一个膨胀宇宙模型.1929年 哈勃发现了星系红移与它的距离成正比,建立了著名的哈勃定律。这一发现是对膨胀宇宙模型的有力支持。20世纪中叶,G.伽莫夫等人提出了热大爆炸宇宙模型,他们还预言,根据这一模型,应能观测到宇宙空间目前残存着温度很低的背景辐射。1965年微波背景辐射的发现证实了伽莫夫等人的预言。从此,许多人把大爆炸宇宙模型看成标准宇宙模型。1980年,美国的古斯在热大爆炸宇宙模型的 基础上又进一步提出了暴涨宇宙模型。这一模型可以解释目前已知的大多数重要观测事实。 宇宙图景 当代天文学的研究成果表明,宇宙是有层次结构的、物质形态多样的、不断运动发展的天体系统。 层次结构 行星是最基本的天体系统。太阳系中共有八大行星:水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星。除水星和金星外,其他行星都有卫星绕其运转,地球有一个卫星 月球,土星的卫星最多,已确认的有17颗。行星 小行星 彗星和流星体都围绕中心天体太阳运转,构成太阳系。太阳占太阳系总质量的99.86%,其直径约140万千米,最大的行星木星的直径约14万千米。太阳系的大小约120亿千米。有证据表明,太阳系外也存在其他行星系统。2500亿颗类似太阳的恒星和星际物质构成更巨大的天体系统——银河系。银河系中大部分恒星和星际物质集中在一个扁球状的空间内,从侧面看很像一个“铁饼”,正面看去�则呈旋涡状。银河系的直径约10万光年,太阳位于银河系的一个旋臂中,距银心约3万光年。银河系外还有许多类似的天体系统,称为河外星系,常简称星系。现已观测到大约有10亿个。星系也聚集成大大小小的集团,叫星系团。平均而言,每个星系团约有百余个星系,直径达上千万光年。现已发现上万个星系团。包括银河系在内约40个星系构成的一个小星系团叫本星系群。若干星系团集聚在一起构成更大、更高一层次的天体系统叫超星系团。超星系团往往具有扁长的外形,其长径可达数亿光年。通常超星系团内只含有几个星系团,只有少数超星系团拥有几十个星系团。本星系群和其附近的约50个星系团构成的超星系团叫做本超星系团。目前天文观测范围已经扩展到200亿光年的广阔空间,它称为总星系。 多样性 天体千差万别,宇宙物质千姿百态。太阳系天体中,水星、金星表面温度约达700K,遥远的冥王星向日面的温度最高时也只有50K;金星表面笼罩着浓密的二氧化碳大气和硫酸云雾,气压约50个大气压,水星、火星表面大气却极其稀薄,水星的大气压甚至小于2×10-9毫巴;类地行星(水星、金星、火星)都有一个固体表面,类木行星却是一个流体行星;土星的平均密度为0.70克/厘米3,比水的密度还小,木星、天王星、海王星的平均密 度略大于水的密度,而水星、金星、地球等的密度则达到水的密度的5倍以上;多数行星都是顺向自转,而金星是逆向自转;地球表面生机盎然,其他行星则是空寂荒凉的世界。 太阳在恒星世界中是颗普遍而又典型的恒星。已经发现,有些红巨星的直径为太阳直径的几千倍。中子星直径只有太阳的几万分之一;超巨星的光度高达太阳光度的数百万倍,白矮星光度却不到太阳的几十万分之一。红超巨星的物质密度小到只有水的密度的百万分之一,而白矮星、中子星的密度分别可高达水的密度的十万倍和百万亿倍。太阳的表面温度约为6000K,O型星表面温度达30000K,而红外星的表面温度只有约600K。太阳的普遍磁场强度平均为1×10-4特斯拉,有些磁白矮星的磁场通常为几千、几万高斯(1高斯=10-4特斯拉),而脉冲星的磁场强度可高达十万亿高斯。有些恒星光度基本不变,有些恒星光度在不断变化,称变星。有的变星光度变化是有周期的,周期从1小时到几百天不等。有些变星的光度变化是突发性的,其中变化最剧烈的是新星和超新星,在几天内,其光度可增加几万倍甚至上亿倍。 恒星在空间常常聚集成双星或三五成群的聚星,它们可能占恒星总数的1/3。也有由几十、几百乃至几十万个恒星聚在一起的星团。宇宙物质除了以密集形式形成恒星、行星等之外,还以弥漫的形式形成星际物质。星际物质包括星际气体和尘埃,平均每立方厘米只有一个原子,其中高度密集的地方形成形状各异的各种星云。宇宙中除发出可见光的恒星、星云等天体外,还存在紫外天体、红外天体、X射线源、γ射线源以及射电源。 星系按形态可分为椭圆星系、旋涡星系、棒旋星系、透镜星系和不规则星系等类型。60年代又发现许多正在经历着爆炸过程或正在抛射巨量物质的河外天体,统称为活动星系,其中包括各种射电星系、塞佛特星系、N型星系、马卡良星系、蝎虎座BL型天体,以及类星体等等。许多星系核有规模巨大的活动:速度达几千千米/秒的气流,总能量达1055焦耳的能量输出,规模巨大的物质和粒子抛射,强烈的光变等等。在宇宙中有种种极端物理状态:超高温、超高压、超高密、超真空、超强磁场、超高速运动、超高速自转、超大尺度时间和空间、超流、超导等。为我们认识客观物质世界提供了理想的实验环境。 运动和发展 宇宙天体处于永恒的运动和发展之中,天体的运动形式多种多样,例如自转、各自的空间运动(本动)、绕系统中心的公转以及参与整个天体系统的运动等。月球一方面自转一方面围绕地球运转,同时又跟随地球一起围绕太阳运转。太阳一方面自转,一方面又向着武仙座方向以20千米/秒的速度运动,同时又带着整个太阳系以250千米/秒的速度绕银河系中心运转,运转一周约需2.2亿年。银河系也在自转,同时也有相对于邻近的星系的运动。本超星系团也可能在膨胀和自转。总星系也在膨胀。 现代天文学已经揭示了天体的起源和演化的历程。当代关于太阳系起源学说认为,太阳系很可能是50亿年前银河系中的一团尘埃气体云(原始太阳星云)由于引力收缩而逐渐形成的(见太阳系起源)。恒星是由星云产生的,它的一生经历了引力收缩阶段、主序阶段、红巨星阶段、晚期阶段和临终阶段。星系的起源和宇宙起源密切相关,流行的看法是:在宇宙发生热大爆炸后40万年,温度降到4000K,宇宙从辐射为主时期转化为物质为主时期,这时或由于密度涨落形成的引力不稳定性,或由于宇宙湍流的作用而逐步形成原星系,然后再演化为星系团和星系。热大爆炸宇宙模型描绘了我们的宇宙的起源和演化史:我们的宇宙起源于200亿年前的一次大爆炸,当时温度极高、密度极大。随着宇宙的膨胀,它经历了从热到冷、从密到稀、从辐射为主时期到物质为主时期的演变过程,直至10~20亿年前,才进入大规模形成星系的阶段,此后逐渐形成了我们当今看到的宇宙。1980年提出的暴涨宇宙模型则是热大爆炸宇宙模型的补充。它认为在宇宙极早期,在我们的宇宙诞生后约10-36秒的时候,它曾经历了一个暴涨阶段。 哲学分析 宇宙概念 有些宇宙学家认为,我们的宇宙是唯一的宇宙;大爆炸不是在宇宙空间的哪一点爆炸,而是整个宇宙自身的爆炸。但是,新提出的暴涨模型表明,我们的宇宙仅是整个暴涨区域的非常小的一部分,暴涨后的区域尺度要大于1026厘米,而那时我们的宇宙只有10厘米。还有可能这个暴涨区域是一个更大的始于无规则混沌状态的物质体系的一部分。这种情况恰如科学史上人类的认识从太阳系宇宙扩展到星系宇宙,再扩展到大尺度宇宙那样,今天的科学又正在努力把人类的认识进一步向某种探索中的“暴涨宇宙”、“无规则的混沌宇宙”推移。我们的宇宙不是唯一的宇宙,而是某种更大的物质体系的一部分,大爆炸不是整个宇宙自身的爆炸,而是那个更大物质体系的一部分的爆炸。因此,有必要区分哲学和自然科学两个不同层次的宇宙概念。哲学宇宙概念所反映的是无限多样、永恒发展的物质世界;自然科学宇宙概念所涉及的则是人类在一定时代观测所及的最大天体系统。两种宇宙概念之间的关系是一般和个别的关系。随着自然科学宇宙概念的发展,人们将逐步深化和接近对无限宇宙的认识。弄清两种宇宙概念的区别和联系,对于坚持马克思主义的宇宙无限论,反对宇宙有限论、神创论、机械论、不可知论、哲学代替论和取消论,都有积极意义。 宇宙的创生 有些宇宙学家认为,暴涨模型最彻底的改革也许是观测宇宙中所有的物质和能量从无中产生的观点,这种观点之所以在以前不能为人们接受,是因为存在着许多守恒定律,特别是重子数守恒和能量守恒。但随着大统一理论的发展,重子数有可能是不守恒的,而宇宙中的引力能可粗略地说是负的,并精确地抵消非引力能,总能量为零。因此就不存在已知的守恒律阻止观测宇宙从无中演化出来的问题。这种“无中生有”的观点在哲学上包括两个方面:①本体论方面。如果认为“无”是绝对的虚无,则是错误的。这不仅违反了人类已知的科学实践,而且也违反了暴涨模型本身。按照该模型,我们所研究的观测宇宙仅仅是整个暴涨区域的很小的一部分,在观测宇宙之外并不是绝对的“无”。现在观测宇宙的物质是从假真空状态释放出来的能量转化而来的,这种真空能恰恰是一种特殊的物质和能量形式,并不是创生于绝对的“无”。如果进一步说这种真空能起源于“无”,因而整个观测宇宙归根到底起源于“无”,那么这个“无”也只能是一种未知的物质和能量形式。②认识论和方法论方面。暴涨模型所涉及的宇宙概念是自然科学的宇宙概念。这个宇宙不论多么巨大,作为一个有限的物质体系 ,也有其产生、发展和灭亡的历史。暴涨模型把传统的大爆炸宇宙学与大统一理论结合起来,认为观测宇宙中的物质与能量形式不是永恒的,应研究它们的起源。它把“无”作为一种未知的物质和能量形式,把“无”和“有”作为一对逻辑范畴,探讨我们的宇宙如何从“无”——未知的物质和能量形式,转化为“有”——已知的物质和能量形式,这在认识论和方法论上有一定意义。 时空起源 有些人认为,时间和空间不是永恒的,而是从没有时间和没有空间的状态产生的。根据现有的物理理论,在小于10-43秒和10-33厘米的范围内,就没有一个“钟”和一把“尺子”能加以测量,因此时间和空间概念失效了,是一个没有时间和空间的物理世界。这种观点提出已知的时空形式有其适用的界限是完全正确的。正像历史上的牛顿时空观发展到相对论时空观那样,今天随着科学实践的发展也必然要求建立新的时空观。由于在大爆炸后10-43秒以内,广义相对论失效,必须考虑引力的量子效应,因此有些人试图通过时空的量子化的途径来探讨已知的时空形式的起源。这些工作都是有益的,但我们决不能因为人类时空观念的发展或者在现有的科学技术水平上无法度量新的时空形式,而否定作为物质存在形式的时间、空间的客观存在。 人和宇宙 从本世纪60年代开始,由于人择原理的提出和讨论,出现了人类存在和宇宙产生的关系问题。人择原理认为 ,可能存在许多具有不同物理参数和初始条件的宇宙,但只有物理参数和初始条件取特定值的宇宙才能演化出人类,因此我们只能看到一种允许人类存在的宇宙。人择原理用人类的存在去约束过去可能有的初始条件和物理定律,减少它们的任意性,使一些宇宙学现象得到解释,这在科学方法论上有一定的意义。但有人提出,宇宙的产生依赖于作为观测者的人类的存在。这种观点值得商榷。现在根据暴涨模型,那些被传统大爆炸模型作为初始条件的状态,有可能从极早期宇宙的演化中产生出来,而且宇宙的演化几乎变得与初始条件的一些细节无关。这样就使上述那种利用初始条件的困难来否定宇宙客观实在性的观点失去了基础。但有些人认为,由于暴涨引起的巨大距离尺度,使得从整体上去观测宇宙的结构成为不可能。这种担心有其理由,但如果暴涨模型正确的话,随着科学实践的发展,一定有可能突破人类认识上的困难。
如果宇宙是有限的,也就是宇宙之外没有别的东西了,那么我们怎样判断整个宇宙是旋转地还是静止的
旋转的和不旋转的是不一样的。这个可以通过对空间和时间的全面测量得知。按照广义相对论,旋转空间的时空几何和静止空间是不一样的,会出现闭合类时线,也就是时间会出现循环。首先,对于我们的宇宙而言,这一结果从理智上讲是很荒谬的。其次,跟据现有的天文观测,我们的宇宙看上去不会出现这样的情况。所以目前我们暂时认为我们的宇宙是不旋转的
为什么我看宇宙图太阳清晰会很害怕
这个很正常的,当时我第一次看血淋淋的画面的时候也是这样。好半天都缓不过来,至于宇宙图片,我看了之后只感觉很好看,就像身心都要飞起的感觉。。。你要知道这个问题出在哪,不要对自己太勉强了,可能只是你怕死而已,告诉自己这不是真的,哪怕是真的又如何呢。。。。
为什么宇宙是黑的
请仔细看:宇宙是黑色的主要是因为它是一片没有光的空间。尽管宇宙中有很多恒星、行星、星云和星系等物体,但它们所发出的光线并没有足够的能量穿透整个宇宙,因此只有少量光线能够到达我们的眼睛或望远镜。此外,宇宙的扩张也导致了光线的红移,使得我们观测到的远离我们的物体所发出的逗亏升光线变得更加偏红,甚至变成微波辐射,空搭进一步降低了宇宙山老的可见度。因此,虽然宇宙中有很多物体,但它们并不能在整个宇宙中发出足够的光线使得宇宙看起来是明亮的,从而让我们看到的是一片黑色的空间。
宇宙简介
宇宙 universe;cosmos 宇宙的诞生我们现在观察到的宇宙,其边界大约有100多亿光年。它由众多的星系所组成。地球是太阳系的一颗普通行星,而太阳系是银河系中一颗普通恒星。我们所观察到恒星、行星、慧星、星系等是怎么产生的呢?宇宙学说认为,我们所观察到的宇宙,在其孕育的初期,集中于一个很小、温度极高、密度极大的原始火球。在150亿年到200亿年前,原始火球发生大爆炸,从此开始了我们所在的宇宙的诞生史。宇宙原始大爆炸后0.01秒,宇宙的温度大约为1000亿度。物质存在的主要形式是电子、光子、中微子。以后,物质迅速扩散,温度迅速降低。大爆炸后1秒钟,下降到100亿度。大爆炸后14秒,温度约30亿度。35秒后,为3亿度,化学元素开始形成。温度不断下降,原子不断形成。宇宙间弥漫着气体云。他们在引力的作用下,形成恒星系统,恒星系统又经过漫长的演化,成为今天的宇宙。物质现象的总和。广义上指无限多样、永恒发展的物质世界,狭义上指一定时代观测所及的最大天体系统。后者往往称作可观测宇宙、我们的宇宙,现在相当于天文学中的“总星系”。 2003年2月份,美国国家航空航天局曾向全世界公布他们有关宇宙年龄的研究成果。根据其公布的资料显示,宇宙年龄应该为137亿岁。2003年11月份,国际天体物理学研究小组宣称,宇宙的确切年龄应该是141亿岁。地球的形成大约是距今45亿年。词源考察 在中国古籍中最早使用宇宙这个词的是《庄子·齐物论》。“宇”的含义包括各个方向,如东西南北的一切地点。“宙”包括过去、现在、白天、黑夜,即一切不同的具体时间。战国末期的尸佼说:“四方上下曰宇,往古来今曰宙。”“宇”指空间,“宙”指时间,“宇宙”就是时间和空间的统一。后来“宇宙”一词便被用来指整个客观实在世界。与宇宙相当的概念有“天地”、“乾坤”、“六合”等,但这些概念仅指宇宙的空间方面。?a target=_blank href=/view/18686.htm》管子》的“宙合”一词,“宙”指时间,“合”(即“六合”)指空间,与“宇宙”概念最接近。 在西方,宇宙这个词在英语中叫cosmos,在俄语中叫кocMoc ,在德语中叫kosmos ,在法语中叫cosmos。它们都源自希腊语的κoσμoζ,古希腊人认为宇宙的创生乃是从浑沌中产生出秩序来,κoσμoζ其原意就是秩序。但在英语中更经常用来表示“宇宙”的词是universe。此词与universitas有关。在中世纪,人们把沿着同一方向朝同一目标共同行动的一群人称为universitas。在最广泛的意义上,universitas 又指一切现成的东西所构成的统一整体,那就是universe,即宇宙。universe和cosmos常常表示相同的意义,所不同的是,前者强调的是物质现象的总和,而后者则强调整体宇宙的结构或构造。 宇宙观念的发展 宇宙结构观念的发展 远古时代,人们对宇宙结构的认识处于十分幼稚的状态,他们通常按照自己的生活环境对宇宙的构造作了幼稚的推测。在中国西周时期,生活在华夏大地上的人们提出的早期盖天说认为,天穹像一口锅,倒扣在平坦的大地上;后来又发展为后期盖天说,认为大地的形状也是拱形的。公元前7世纪 ,巴比伦人认为,天和地都是拱形的,大地被海洋所环绕,而其中央则是高山。古埃及人把宇宙想象成以天为盒盖、大地为盒底的大盒子,大地的中央则是尼罗河。古印度人想象圆盘形的大地负在几只大象上,而象则站在巨大的龟背上,公元前7世纪末,古希腊的泰勒斯认为,大地是浮在水面上的巨大圆盘,上面笼罩着拱形的天穹。 最早认识到大地是球形的是古希腊人。公元前6世纪,毕达哥拉斯从美学观念出发,认为一切立体图形中最美的是球形,主张天体和我们所居住的大地都是球形的。这一观念为后来许多古希腊学者所继承,但直到1519~1522年,葡萄牙的F.麦哲伦率领探险队完成了第一次环球航行后 ,地球是球形的观念才最终证实。 公元2世纪,C.托勒密提出了一个完整的地心说。这一学说认为地球在宇宙的中央安然不动,月亮、太阳和诸行星以及最外层的恒星天都在以不同速度绕着地球旋转。为了说明行星视运动的不均匀性,他还认为行星在本轮上绕其中心转动,而本轮中心则沿均轮绕地球转动。地心说曾在欧洲流传了1000多年。1543年,N.哥白尼提出科学的日心说,认为太阳位于宇宙中心,而地球则是一颗沿圆轨道绕太阳公转的普通行星。1609年,J.开普勒揭示了地球和诸行星都在椭圆轨道上绕太阳公转,发展了哥白尼的日心说,同年,G.伽利略则率先用望远镜观测天空,用大量观测事实证实了日心说的正确性。1687年,I.牛顿提出了万有引力定律,深刻揭示了行星绕太阳运动的力学原因,使日心说有了牢固的力学基础。在这以后,人们逐渐建立起了科学的太阳系概念。 在哥白尼的宇宙图像中,恒星只是位于最外层恒星天上的光点。1584年,G.布鲁诺大胆取消了这层恒星天,认为恒星都是遥远的太阳。18世纪上半叶,由于E.哈雷对恒星自行的发展和J.布拉得雷对恒星遥远距离的科学估计,布鲁诺的推测得到了越来越多人的赞同。18世纪中叶,T.赖特、I.康德和J.H.朗伯推测说,布满全天的恒星和银河构成了一个巨大的天体系统。F.W.赫歇尔首创用取样统计的方法,用望远镜数出了天空中大量选定区域的星数以及亮星与暗星的比例,1785年首先获得了一幅扁而平、轮廓参差、太阳居中的银河系结构图,从而奠定了银河系概念的基础。在此后一个半世纪中,H.沙普利发现了太阳不在银河系中心、J.H.奥尔特发现了银河系的自转和旋臂,以及许多人对银河系直径、厚度的测定,科学的银河系概念才最终确立。 18世纪中叶,康德等人还提出,在整个宇宙中,存在着无数像我们的天体系统(指银河系)那样的天体系统。而当时看去呈云雾状的“星云”很可能正是这样的天体系统。此后经历了长达170年的曲折的探索历程,直到1924年,才由E.P.哈勃用造父视差法测仙女座大星云等的距离确认了河外星系的存在。 近半个世纪,人们通过对河外星系的研究,不仅已发现了星系团、超星系团等更高层次的天体系统,而且已使我们的视野扩展到远达200亿光年的宇宙深处。 宇宙演化观念的发展 在中国,早在西汉时期,《淮南子·俶真训》指出:“有始者,有未始有有始者,有未始有夫未始有有始者”,认为世界有它的开辟之时,有它的开辟以前的时期,也有它的开辟以前的以前的时期。《淮南子·天文训》中还具体勾画了世界从无形的物质状态到浑沌状态再到天地万物生成演变的过程。在古希腊,也存在着类似的见解。例如留基伯就提出,由于原子在空虚的空间中作旋涡运动,结果轻的物质逃逸到外部的虚空,而其余的物质则构成了球形的天体,从而形成了我们的世界。 太阳系概念确立以后,人们开始从科学的角度来探讨太阳系的起源。1644年,R.笛卡尔提出了太阳系起源的旋涡说;1745年,G.L.L.布丰提出了一个因大彗星与太阳掠碰导致形成行星系统的太阳系起源说;1755年和1796年,康德和拉普拉斯则各自提出了太阳系起源的星云说。现代探讨太阳系起源z的新星云说正是在康德-拉普拉斯星云说的基础上发展起来。 1911年,E.赫茨普龙建立了第一幅银河星团的颜色星等图;1913年,H.N.罗素则绘出了恒星的光谱-光度图,即赫罗图。罗素在获得此图后便提出了一个恒星从红巨星开始,先收缩进入主序,后沿主序下滑,最终成为红矮星的恒星演化学说。1924年 ,A.S.爱丁顿提出了恒星的质光关系;1937~1939年,C.F.魏茨泽克和贝特揭示了恒星的能源来自于氢聚变为氦的原子核反应。这两个发现导致了罗素理论被否定,并导致了科学的恒星演化理论的诞生。对于星系起源的研究,起步较迟,目前普遍认为,它是我们的宇宙开始形成的后期由原星系演化而来的。 1917年,A.阿尔伯特·爱因斯坦运用他刚创立的广义相对论建立了一个“静态、有限、无界”的宇宙模型,奠定了现代宇宙学的基础。1922年,G.D.弗里德曼发现,根据阿尔伯特·爱因斯坦的场方程,宇宙不一定是静态的,它可以是膨胀的,也可以是振荡的。前者对应于开放的宇宙,后者对应于闭合的宇宙。1927年,G.勒梅特也提出了一个膨胀宇宙模型.1929年 哈勃发现了星系红移与它的距离成正比,建立了著名的哈勃定律。这一发现是对膨胀宇宙模型的有力支持。20世纪中叶,G.伽莫夫等人提出了热大爆炸宇宙模型,他们还预言,根据这一模型,应能观测到宇宙空间目前残存着温度很低的背景辐射。1965年微波背景辐射的发现证实了伽莫夫等人的预言。从此,许多人把大爆炸宇宙模型看成标准宇宙模型。1980年,美国的古斯在热大爆炸宇宙模型的 基础上又进一步提出了暴涨宇宙模型。这一模型可以解释目前已知的大多数重要观测事实。 宇宙图景 当代天文学的研究成果表明,宇宙是有层次结构的、物质形态多样的、不断运动发展的天体系统。 层次结构 行星是最基本的天体系统。太阳系中共有八大行星:水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星。除水星和金星外,其他行星都有卫星绕其运转,地球有一个卫星 月球,土星的卫星最多,已确认的有17颗。行星 小行星 彗星和流星体都围绕中心天体太阳运转,构成太阳系。太阳占太阳系总质量的99.86%,其直径约140万千米,最大的行星木星的直径约14万千米。太阳系的大小约120亿千米。有证据表明,太阳系外也存在其他行星系统。2500亿颗类似太阳的恒星和星际物质构成更巨大的天体系统——银河系。银河系中大部分恒星和星际物质集中在一个扁球状的空间内,从侧面看很像一个“铁饼”,正面看去�则呈旋涡状。银河系的直径约10万光年,太阳位于银河系的一个旋臂中,距银心约3万光年。银河系外还有许多类似的天体系统,称为河外星系,常简称星系。现已观测到大约有10亿个。星系也聚集成大大小小的集团,叫星系团。平均而言,每个星系团约有百余个星系,直径达上千万光年。现已发现上万个星系团。包括银河系在内约40个星系构成的一个小星系团叫本星系群。若干星系团集聚在一起构成更大、更高一层次的天体系统叫超星系团。超星系团往往具有扁长的外形,其长径可达数亿光年。通常超星系团内只含有几个星系团,只有少数超星系团拥有几十个星系团。本星系群和其附近的约50个星系团构成的超星系团叫做本超星系团。目前天文观测范围已经扩展到200亿光年的广阔空间,它称为总星系。 多样性 天体千差万别,宇宙物质千姿百态。太阳系天体中,水星、金星表面温度约达700K,遥远的冥王星向日面的温度最高时也只有50K;金星表面笼罩着浓密的二氧化碳大气和硫酸云雾,气压约50个大气压,水星、火星表面大气却极其稀薄,水星的大气压甚至小于2×10-9毫巴;类地行星(水星、金星、火星)都有一个固体表面,类木行星却是一个流体行星;土星的平均密度为0.70克/厘米3,比水的密度还小,木星、天王星、海王星的平均密 度略大于水的密度,而水星、金星、地球等的密度则达到水的密度的5倍以上;多数行星都是顺向自转,而金星是逆向自转;地球表面生机盎然,其他行星则是空寂荒凉的世界。 太阳在恒星世界中是颗普遍而又典型的恒星。已经发现,有些红巨星的直径为太阳直径的几千倍。中子星直径只有太阳的几万分之一;超巨星的光度高达太阳光度的数百万倍,白矮星光度却不到太阳的几十万分之一。红超巨星的物质密度小到只有水的密度的百万分之一,而白矮星、中子星的密度分别可高达水的密度的十万倍和百万亿倍。太阳的表面温度约为6000K,O型星表面温度达30000K,而红外星的表面温度只有约600K。太阳的普遍磁场强度平均为1×10-4特斯拉,有些磁白矮星的磁场通常为几千、几万高斯(1高斯=10-4特斯拉),而脉冲星的磁场强度可高达十万亿高斯。有些恒星光度基本不变,有些恒星光度在不断变化,称变星。有的变星光度变化是有周期的,周期从1小时到几百天不等。有些变星的光度变化是突发性的,其中变化最剧烈的是新星和超新星,在几天内,其光度可增加几万倍甚至上亿倍。 恒星在空间常常聚集成双星或三五成群的聚星,它们可能占恒星总数的1/3。也有由几十、几百乃至几十万个恒星聚在一起的星团。宇宙物质除了以密集形式形成恒星、行星等之外,还以弥漫的形式形成星际物质。星际物质包括星际气体和尘埃,平均每立方厘米只有一个原子,其中高度密集的地方形成形状各异的各种星云。宇宙中除发出可见光的恒星、星云等天体外,还存在紫外天体、红外天体、X射线源、γ射线源以及射电源。 星系按形态可分为椭圆星系、旋涡星系、棒旋星系、透镜星系和不规则星系等类型。60年代又发现许多正在经历着爆炸过程或正在抛射巨量物质的河外天体,统称为活动星系,其中包括各种射电星系、塞佛特星系、N型星系、马卡良星系、蝎虎座BL型天体,以及类星体等等。许多星系核有规模巨大的活动:速度达几千千米/秒的气流,总能量达1055焦耳的能量输出,规模巨大的物质和粒子抛射,强烈的光变等等。在宇宙中有种种极端物理状态:超高温、超高压、超高密、超真空、超强磁场、超高速运动、超高速自转、超大尺度时间和空间、超流、超导等。为我们认识客观物质世界提供了理想的实验环境。 运动和发展 宇宙天体处于永恒的运动和发展之中,天体的运动形式多种多样,例如自转、各自的空间运动(本动)、绕系统中心的公转以及参与整个天体系统的运动等。月球一方面自转一方面围绕地球运转,同时又跟随地球一起围绕太阳运转。太阳一方面自转,一方面又向着武仙座方向以20千米/秒的速度运动,同时又带着整个太阳系以250千米/秒的速度绕银河系中心运转,运转一周约需2.2亿年。银河系也在自转,同时也有相对于邻近的星系的运动。本超星系团也可能在膨胀和自转。总星系也在膨胀。 现代天文学已经揭示了天体的起源和演化的历程。当代关于太阳系起源学说认为,太阳系很可能是50亿年前银河系中的一团尘埃气体云(原始太阳星云)由于引力收缩而逐渐形成的(见太阳系起源)。恒星是由星云产生的,它的一生经历了引力收缩阶段、主序阶段、红巨星阶段、晚期阶段和临终阶段。星系的起源和宇宙起源密切相关,流行的看法是:在宇宙发生热大爆炸后40万年,温度降到4000K,宇宙从辐射为主时期转化为物质为主时期,这时或由于密度涨落形成的引力不稳定性,或由于宇宙湍流的作用而逐步形成原星系,然后再演化为星系团和星系。热大爆炸宇宙模型描绘了我们的宇宙的起源和演化史:我们的宇宙起源于200亿年前的一次大爆炸,当时温度极高、密度极大。随着宇宙的膨胀,它经历了从热到冷、从密到稀、从辐射为主时期到物质为主时期的演变过程,直至10~20亿年前,才进入大规模形成星系的阶段,此后逐渐形成了我们当今看到的宇宙。1980年提出的暴涨宇宙模型则是热大爆炸宇宙模型的补充。它认为在宇宙极早期,在我们的宇宙诞生后约10-36秒的时候,它曾经历了一个暴涨阶段。 哲学分析 宇宙概念 有些宇宙学家认为,我们的宇宙是唯一的宇宙;大爆炸不是在宇宙空间的哪一点爆炸,而是整个宇宙自身的爆炸。但是,新提出的暴涨模型表明,我们的宇宙仅是整个暴涨区域的非常小的一部分,暴涨后的区域尺度要大于1026厘米,而那时我们的宇宙只有10厘米。还有可能这个暴涨区域是一个更大的始于无规则混沌状态的物质体系的一部分。这种情况恰如科学史上人类的认识从太阳系宇宙扩展到星系宇宙,再扩展到大尺度宇宙那样,今天的科学又正在努力把人类的认识进一步向某种探索中的“暴涨宇宙”、“无规则的混沌宇宙”推移。我们的宇宙不是唯一的宇宙,而是某种更大的物质体系的一部分,大爆炸不是整个宇宙自身的爆炸,而是那个更大物质体系的一部分的爆炸。因此,有必要区分哲学和自然科学两个不同层次的宇宙概念。哲学宇宙概念所反映的是无限多样、永恒发展的物质世界;自然科学宇宙概念所涉及的则是人类在一定时代观测所及的最大天体系统。两种宇宙概念之间的关系是一般和个别的关系。随着自然科学宇宙概念的发展,人们将逐步深化和接近对无限宇宙的认识。弄清两种宇宙概念的区别和联系,对于坚持马克思主义的宇宙无限论,反对宇宙有限论、神创论、机械论、不可知论、哲学代替论和取消论,都有积极意义。 宇宙的创生 有些宇宙学家认为,暴涨模型最彻底的改革也许是观测宇宙中所有的物质和能量从无中产生的观点,这种观点之所以在以前不能为人们接受,是因为存在着许多守恒定律,特别是重子数守恒和能量守恒。但随着大统一理论的发展,重子数有可能是不守恒的,而宇宙中的引力能可粗略地说是负的,并精确地抵消非引力能,总能量为零。因此就不存在已知的守恒律阻止观测宇宙从无中演化出来的问题。这种“无中生有”的观点在哲学上包括两个方面:①本体论方面。如果认为“无”是绝对的虚无,则是错误的。这不仅违反了人类已知的科学实践,而且也违反了暴涨模型本身。按照该模型,我们所研究的观测宇宙仅仅是整个暴涨区域的很小的一部分,在观测宇宙之外并不是绝对的“无”。现在观测宇宙的物质是从假真空状态释放出来的能量转化而来的,这种真空能恰恰是一种特殊的物质和能量形式,并不是创生于绝对的“无”。如果进一步说这种真空能起源于“无”,因而整个观测宇宙归根到底起源于“无”,那么这个“无”也只能是一种未知的物质和能量形式。②认识论和方法论方面。暴涨模型所涉及的宇宙概念是自然科学的宇宙概念。这个宇宙不论多么巨大,作为一个有限的物质体系 ,也有其产生、发展和灭亡的历史。暴涨模型把传统的大爆炸宇宙学与大统一理论结合起来,认为观测宇宙中的物质与能量形式不是永恒的,应研究它们的起源。它把“无”作为一种未知的物质和能量形式,把“无”和“有”作为一对逻辑范畴,探讨我们的宇宙如何从“无”——未知的物质和能量形式,转化为“有”——已知的物质和能量形式,这在认识论和方法论上有一定意义。 时空起源 有些人认为,时间和空间不是永恒的,而是从没有时间和没有空间的状态产生的。根据现有的物理理论,在小于10-43秒和10-33厘米的范围内,就没有一个“钟”和一把“尺子”能加以测量,因此时间和空间概念失效了,是一个没有时间和空间的物理世界。这种观点提出已知的时空形式有其适用的界限是完全正确的。正像历史上的牛顿时空观发展到相对论时空观那样,今天随着科学实践的发展也必然要求建立新的时空观。由于在大爆炸后10-43秒以内,广义相对论失效,必须考虑引力的量子效应,因此有些人试图通过时空的量子化的途径来探讨已知的时空形式的起源。这些工作都是有益的,但我们决不能因为人类时空观念的发展或者在现有的科学技术水平上无法度量新的时空形式,而否定作为物质存在形式的时间、空间的客观存在。 人和宇宙 从本世纪60年代开始,由于人择原理的提出和讨论,出现了人类存在和宇宙产生的关系问题。人择原理认为 ,可能存在许多具有不同物理参数和初始条件的宇宙,但只有物理参数和初始条件取特定值的宇宙才能演化出人类,因此我们只能看到一种允许人类存在的宇宙。人择原理用人类的存在去约束过去可能有的初始条件和物理定律,减少它们的任意性,使一些宇宙学现象得到解释,这在科学方法论上有一定的意义。但有人提出,宇宙的产生依赖于作为观测者的人类的存在。这种观点值得商榷。现在根据暴涨模型,那些被传统大爆炸模型作为初始条件的状态,有可能从极早期宇宙的演化中产生出来,而且宇宙的演化几乎变得与初始条件的一些细节无关。这样就使上述那种利用初始条件的困难来否定宇宙客观实在性的观点失去了基础。但有些人认为,由于暴涨引起的巨大距离尺度,使得从整体上去观测宇宙的结构成为不可能。这种担心有其理由,但如果暴涨模型正确的话,随着科学实践的发展,一定有可能突破人类认识上的困难。宇宙 宇宙,是我们所在的空间,“宇”字的本义就是指“上下四方”。 地球是我们的家园; 而地球仅是太阳系的第三颗行星; 而太阳系又仅仅定居于银河系巨大旋臂的一侧; 而银河系,在宇宙所有星系中,也许很不起眼…… 这一切,组成了我们的宇宙:宇宙,是所有天体共同的家园。 宇宙,又是我们所在的时间,“宙”的本意就是指“古往今来”。 因为,我们的宇宙不是从来就有的,它也有着诞生和成长的过程。现代科学发现,我们的宇宙大概形成于二百亿年以前。在一次无比壮观的大爆炸中,我们的宇宙诞生了!(这就是著名的“大爆炸”理论。) 宇宙一经形成,就在不停地运动着。科学家发现,宇宙正在膨胀着,星体之间的距离越来越大。宇宙没有开始,没有结束,没有边界,更没有诞生与毁灭,只有一个个阶段的结束与开始,我们现阶段的宇宙大概形成于二百亿年以前。在一次无比壮观的大爆炸中,这阶段的宇宙开始了!最新研究表明,大爆炸孕育于黑洞中,黑洞将所有物质,包括光子在内压到一个点,这时连电子,中子,质子等都已不存在(究竟是什么物质比电子还小呢?当代科技无法解释,暂称为夸克),这时发生了比核聚变更高等级的爆炸,这种爆炸的范围至少波及数十亿光年,又一个新的宇宙纪元就诞生了.题名]:宇宙::universe;cosmos: 物质现象的总和。广义上指无限多样、永恒发展的物质世界,狭义上指一定时代观测所及的最大天体系统。后者往往称作可观测宇宙、我们的宇宙,现在相当于天文学中的“总星系”。 词源考察 在中国古籍中最早使用宇宙这个词的是《庄子·齐物论》。“宇”的含义包括各个方向,如东西南北的一切地点。“宙”包括过去、现在、白天、黑夜,即一切不同的具体时间。战国末期的尸佼说:“四方上下曰宇,往古来今曰宙。”“宇”指空间,“宙”指时间,“宇宙”就是时间和空间的统一。后来“宇宙”一词便被用来指整个客观实在世界。与宇宙相当的概念有“天地”、“乾坤”、“六合”等,但这些概念仅指宇宙的空间方面。《管子》的“宙合”一词,“宙”指时间,“合”(即“六合”)指空间,与“宇宙”概念最接近。 在西方,宇宙这个词在英语中叫cosmos,在俄语中叫кocMoc ,在德语中叫kosmos ,在法语中叫cosmos。它们都源自希腊语的κoσμoζ,古希腊人认为宇宙的创生乃是从浑沌中产生出秩序来,κoσμoζ其原意就是秩序。但在英语中更经常用来表示“宇宙”的词是universe。此词与universitas有关。在中世纪,人们把沿着同一方向朝同一目标共同行动的一群人称为universitas。在最广泛的意义上,universitas 又指一切现成的东西所构成的统一整体,那就是universe,即宇宙。universe和cosmos常常表示相同的意义,所不同的是,前者强调的是物质现象的总和,而后者则强调整体宇宙的结构或构造。 宇宙观念的发展 宇宙结构观念的发展 远古时代,人们对宇宙结构的认识处于十分幼稚的状态,他们通常按照自己的生活环境对宇宙的构造作了幼稚的推测。在中国西周时期,生活在华夏大地上的人们提出的早期盖天说认为,天穹像一口锅,倒扣在平坦的大地上;后来又发展为后期盖天说,认为大地的形状也是拱形的。公元前7世纪 ,巴比伦人认为,天和地都是拱形的,大地被海洋所环绕,而其中央则是高山。古埃及人把宇宙想象成以天为盒盖、大地为盒底的大盒子,大地的中央则是尼罗河。古印度人想象圆盘形的大地负在几只大象上,而象则站在巨大的龟背上,公元前7世纪末,古希腊的泰勒斯认为,大地是浮在水面上的巨大圆盘,上面笼罩着拱形的天穹。 最早认识到大地是球形的是古希腊人。公元前6世纪,毕达哥拉斯从美学观念出发,认为一切立体图形中最美的是球形,主张天体和我们所居住的大地都是球形的。这一观念为后来许多古希腊学者所继承,但直到1519~1522年,葡萄牙的F.麦哲伦率领探险队完成了第一次环球航行后 ,地球是球形的观念才最终证实。 公元2世纪,C.托勒密提出了一个完整的地心说。这一学说认为地球在宇宙的中央安然不动,月亮、太阳和诸行星以及最外层的恒星天都在以不同速度绕着地球旋转。为了说明行星视运动的不均匀性,他还认为行星在本轮上绕其中心转动,而本轮中心则沿均轮绕地球转动。地心说曾在欧洲流传了1000多年。1543年,N.哥白尼提出科学的日心说,认为太阳位于宇宙中心,而地球则是一颗沿圆轨道绕太阳公转的普通行星。1609年,J.开普勒揭示了地球和诸行星都在椭圆轨道上绕太阳公转,发展了哥白尼的日心说,同年,G. 伽利略 则率先用望远镜观测天空,用大量观测事实证实了日心说的正确性。1687年,I. 牛顿 提出了万有引力定律,深刻揭示了行星绕太阳运动的力学原因,使日心说有了牢固的力学基础。在这以后,人们逐渐建立起了科学的太阳系概念。 在哥白尼的宇宙图像中,恒星只是位于最外层恒星天上的光点。1584年,G.布鲁诺大胆取消了这层恒星天,认为恒星都是遥远的太阳。18世纪上半叶,由于E.哈雷对恒星自行的发展和J.布拉得雷对恒星遥远距离的科学估计,布鲁诺的推测得到了越来越多人的赞同。18世纪中叶,T.赖特、I. 康德 和J.H.朗伯推测说,布满全天的恒星和银河构成了一个巨大的天体系统。F.W.赫歇尔首创用取样统计的方法,用望远镜数出了天空中大量选定区域的星数以及亮星与暗星的比例,1785年首先获得了一幅扁而平、轮廓参差、太阳居中的银河系结构图,从而奠定了银河系概念的基础。在此后一个半世纪中,H.沙普利发现了太阳不
我用我的眼晴看宇宙(作文)
这个视界多么美好,用灿烂的阳光,香甜的美酒,悦耳的音乐酿一壶天堂之酒。无论是忧伤还是坚强,无论是迷惘还是明媚,这是多美的世界啊!我用我的眼睛享受美好的视界。大自然多么美好,多么美丽。在我的眼睛里,大自然是人类的家园,动物的摇篮。我用我的眼睛看大自然。抬头看看天,很高很高的树梢上顶着一朵小小的被金色的阳光笼罩着,我咧着嘴,舒心地笑了。 春天是花,为世界锦上添花,把这个世界装扮的更加美丽。春天来了,百花齐放,河流复活了,初开的花淹没在浓浓的雾气里,显得有点神秘的样子。鱼儿在水里游动着,不时探出头来,欣赏河面上美丽的景色。岸边的小草在向我们微笑,花儿在向我们点头,太阳公公张开了笑脸。柳树姑娘披上了长发,穿上了绿衣,如雾如烟。小河欢快地奔跑着,一会儿唱歌、一会儿跳舞,还时不时和岸边的小动物,小植物说说着悄悄话。 夏天是歌,唱出一辈子的温暖。夏天来了,太阳公公越来越年轻了,散发出无穷的力量。 广场上有个水池,我愿永远沐浴这流水,让它淌过我的心田。水池凉爽极了,小朋友在水中游泳,水姐姐抚摸着小朋友的身体,他们开心极了。 心中的湖水被微风吹过,泛起细小的涟漪。 秋天是茶,品味一生的清香。秋天来了,秋风瑟瑟,似在传送我们无尽的爱,但愿它能穿越时空,无所不在,令远在异界的孩子都能感受到人间的温情,世界的博爱!枫叶如丹丹,只有经过风霜般的洗礼,才能爆发出烈火般的丹色。人生只有经过风雨般的考验,才能爆发出自己的丹色。的秋风吹来,树叶妹妹像蝴蝶一样,跳着拉丁舞,飞了下来。树阿姨的头发全掉光了,他伤心极了,风婆婆不住地安慰她:没事的,春天来了,你还会很茂盛,很美丽,很碧绿的。 冬天是琴,演绎一生的美妙。冬天来了,憋在低低的云层里的雪花开始洒落,雨点越下越大。 雪花姑娘在空中翩翩起舞,悠然而下,给人们铺上了一条雪白大道。光秃秃的树干上,雪花姑娘安然入睡,给树阿姨披上了一层白纱。 我用我的眼睛看大自然,大自然的万物都拥有生命,充满灵性。我用我的眼睛看大自然,大自然张开怀抱,将我们拥抱。
宇宙的起源
内容简介 大爆炸模型认为,最初的宇宙是超高温、高密度的“一点。”大约180亿年前,这“一点”突然爆炸了,仅用10-36秒,伴随着真空相转移的过冷却现象,“一点”了瞬间几十个数量级的膨胀,成为一厘米规模的宇宙。其后宇宙继续膨胀,温度从几十亿摄氏度开始下降,大约在5500万摄氏度时,由降温过程的能量,生成中子、质子,它们又合成原子核,这些过程仅有3分钟。约30万年后当宇宙的温度下降到3000摄氏度时,自由电子被原子核捕捉形成原子。在随后的大约3000万年中那些原子继续向外膨胀。宇宙也继续冷却,到宇宙温度降至绝对零度之上167度时,原子开始化合形成稀薄气体。此后因密度波动、引力作用等开始向新的天体进化。再经过100多亿年,显示出多种多样的物质形态, 成了今天的宇宙。自从150亿年前的宇宙大爆炸之后,星体和各星系一直各自向外飞散。理论上讲,相互维系的重力应该减慢这个膨胀的速度,但是事实并非如此,实际上膨胀还在加速进行。美国普林斯顿大学的斯坦哈特说,宇宙无始、无终,一次次宇宙大爆炸将会永不止息,不断发生。 全文 上一讲我们介绍了宇宙是怎样通过大爆炸以后来诞生的,上一次我们只讲了宇宙从大爆炸,然后呢,仅仅的持续了多长时间呢?仅仅持续了三分多钟,也就说我们的宇宙基本框架就形成了。下面我们看,三分钟以后宇宙怎样演化,怎样一步一步的演化到我们现在的星球,现在的宇宙状态。那么我就要问一个最简单的问题,也是最通俗的来问,是先有的鸡还是先有的蛋?我要回答什么问题呢?我要回答的是星系是怎样形成的这个问题。 的的确确现在有两种理论,那么哪两种理论呢?我们来看一下,这个图就是一个典型的宇宙从一开始大爆炸以后,逐步演化的一个示意图。那么一开始呢,那一点就是大爆炸,大爆炸以后呢,宇宙不断的膨胀,同时温度也在不断地降低。那么中间的那一部分,就是我们现在看到的宇宙的背景辐射,或者叫做微波背景辐射,那么再往外边看到,宇宙在一点一点降低以后,物质慢慢就温度就越来越降低,越降低以后呢,物质的分子结构就越来越大。换句话说呢,这个物质就开始大家往一块靠,就开始形成一些小的团块,这些团块在再慢慢聚合,一步一步地就形成后边大家看到的,这个星系。也就说由一点一点聚合,就聚合成星系了。 如果按照这个顺序的话,不管怎么说,后边这一段是由小的团块一点一点形成大的团块,那就相当于我们说的先有的蛋后有的鸡,就变大了。但是还有一种可能,突然之间就先形成一些大的团块,然后一点一点大的团块再把它分裂,那就是说的先有的鸡后有的蛋。那么从什么时间开始形成星系呢?就是这个宇宙的温度我们说最初非常非常高,有一千亿度,如果说再往回追溯的话呢,甚至比一千亿度还要大。那么在这么高的温度下,我们说它不可能形成物质团块。那么温度降低到四千度的时候,这个时候这些物质的温度就凉下来了,冷下来了。然后呢,大家有可能坐在一起来谈了,就可以靠拢了,所以到了四千度的时候,宇宙中就开始形成物质团块,换句话说,引力就开始起作用,这就是我们星系开始形成的时间,这个时间呢,大约是在宇宙爆炸之后的十亿年,宇宙从爆炸以后,到了十亿年,就开始形成物质团块了。就按照这个图,叫做top-down,就先形成非常大的团块,宇宙一冷下来以后,突然之间这冷下来之后,大家就是非常的高兴,非常的欢呼,原来都在激发状态,谁也不得安宁,突然一冷下来以后所有物质成团了,只有成团了才能沉淀下来,先成团了一个很大很大的团块,多大呢,就像一个大饼一样,这个大饼成了以后,再慢慢慢慢分裂,就形成了下边的一个一个的星系。这是一种可能,这就是说,先有的什么?先有的鸡后有的蛋,先形成大的团块,然后再形成现在的星系。 还有一种可能,叫bottom-up,就是先形成小的一些物质,就是团块。然后这些小的物质一点一点来凝聚,最后凝聚成什么?一个一个的星系,总之不管是由大块变成小块的,还由小块的变成大块的,总之要形成什么?形成我们现在的星系,也就是说,宇宙大爆炸之后,大约十亿年,就开始出现形成了星系。 这个图是一个模拟图,就模拟一下这个星系是怎么形成的,现在就是做一个它的模拟过程。你看这些个团块在相互之间互相吸引,并合在一起,最后呢,形成了几个星系,好,就形成这个星系,那么我们这个动画呢,最初看到几个团块是由哈勃空间望远镜拍摄下来了,我们然后模拟,那些团块根据我们这个模拟过程最后就形成这个星系。 那么现在宇宙中有多少星系呢?数也数不清,我们再看几个,那么这就是真实拍下来的宇宙空间的一部分。你会看到什么,弥漫着很多的物质,这些个物质呢就在不断地形成新的星球,不断地形成新的星球,那么宇宙中和我们银河系一样的星系多不多,太多了,就宇宙中有很多很多和我们银河系一样的类似的星系,你要说我们银河系漂亮不漂亮,跟这个星系比的话,可能还没有这个星系漂亮,这个星系叫做漩涡星系,中间有一个核,是非常漂亮的,所以这个星系在那儿不停的旋转,这就是一个和我们银河系类似的一个河外信息。我们再看一个,这也是一个星系,这个星系呢不那么旋转,我们把它叫做椭圆星系。它是一个椭圆形的,但是这个星系个非常大,这个椭圆星系往往比漩涡星系个头还要大。那么椭圆星系在宇宙中也非常多,我们再看一个,你看这个星系有什么特点呢?一边有旋转,另外它中间那个核不是一个圆的,有点像一个棒槌一样,所以我们管这个星系叫做棒旋星系。 这是另外一个星系,这个星系还有一个小兄弟。你看星系左边它还带着一个小的星系跟它连在一起,好像是一个大星系牵着一个小弟弟,两个星系连在一起,样子非常好看。就像一个大的手臂一样,把那个小的星系牵在一起,这也是一个巨大的椭圆星系,这个就比星系的规模要大的多。你看上边那些个点,每一个点就是一个星系,星系和星系组合在一起,是什么呢?叫做星系团,就是星系和星系也可以组合在一起,成为一个更大的家庭,我们叫做星系团。这个就是一个星系团,这个星系团是目前离我们银河系最近的一个星系团,叫做仙女座星系团,离我们最近。 我们说了半天,我们银河系是不是一个星系,当然我们银河系是一个星系,有人就问了,那你告诉我银河系星系是什么样子的。这非常困难,因为我们在这个星系里边,是无法看到我们星系全部的面目,我们只能看一部分,看看太阳这边的是什么状态,再看看太阳那边是什么状态,然后我们大体上就把我们的银河系描绘出来了。那么描绘的结果,有一个星系和我们的银河系应该是非常相像的,就是这个星系,这个星系叫做仙女座大星云,这个大星云也是离我们最近的星云之一,这个星云不但是我们的姊妹星云,而且这个星云在历史上立了很大的功劳。 我在上一讲提到了,哈勃证明了我们的银河系之外还有银河系,和我们银河系一样的,怎么证明的呢?就是通过这个星系来证明的,具体说它在这个星系里边找到了单个的星,不但找到了这个星,而且通过这个星测出了仙女座大星云的距离,发现这个仙女座大星云,绝对不会是处在我们银河系里边,那么在哈勃之前大家有一种看法,这个就是我们银河系里边的一些星云,所以当初把它叫混了,我们管它叫仙女座大星云。而这个仙女座就不然了,它是我们银河系一样的一个星系。首先有星系,然后星系里边再诞生了各种的恒星,那么恒星周围再有星星的家族。那这样的话,我们这个宇宙就慢慢诞生了,包括人类也就通过宇宙的演化,各种的高等生命,也就诞生了。 我们谈到这个地方以后大家会想到,你谈了这么多,谈到了现在了,你能不能谈谈未来,我们的宇宙将来怎么办?所以问题就变成我们的宇宙会终结吗?虽然我们说宇宙的终结离我们是非常非常遥远的事情,但是你不得不考虑。特别是作为科学家来讲,作为天文学家来讲一定要回答这个问题,我们的宇宙会不会有终结?我们再回过来看一下宇宙的演化,你看宇宙从最初一点,一步一步往下演化。我刚才说了,那么到了图的右边你就看到,通过星云以后,最后形成了很多星系,星系里边有恒星,那么恒星周围可能有行星,有可能诞生高等生命。那么宇宙还要往下膨胀,这个宇宙会不会无休止的膨胀下去呢?这是摆在天文学家面前一个非常严肃的问题,你必须回答,不然的话,你这个天文学研究可以说研究得不够彻底,对宇宙的了解还非常有限。天文学家正在努力去回答这个问题,那么通过反复地研究,我们发现我们的宇宙的走向大概是这个样子:我们先说一下这个图,这个图的横坐标就是时间,这个纵坐标就是宇宙的大小,那么靠近坐标轴的这个地方的绿线就是我们目前的状态,就是我们目前宇宙的位置。我们宇宙有三种可能,第一种可能就是最上边那个红线,这个可能就是我们的宇宙一直膨胀下去,一直膨胀下去,而且膨胀的速度是越来越快,往外膨胀,这是的宇宙一种可能。那么中间呢,第二种可能宇宙也是在膨胀,但是它膨胀的速度比较慢一点,比较平坦,也在膨胀,也会是不断地膨胀下去。那么第三种状态,就是最下边那条蓝线,它说呀我们目前的宇宙的确是在膨胀,但是我们宇宙膨胀以后呢,还会收缩,就是说从最初出发以后,膨胀一段时间以后,经过若干若干年以后,还会要收缩回来。 这个理论告诉我们,宇宙有这么三种可能性,天文学家就回答了,哪一种是正确的?怎么来回答呢?那么现在要回答这个问题,从理论上讲很简单,从实测上来讲很困难,为什么说从理论上很简单呢?这个宇宙究竟是继续膨胀下去,或者是膨胀的速度很快,或者是膨胀的速度很慢,还是膨胀膨胀以后就收缩回来,主要取决于我们宇宙中的平均物质密度,也就是说我们宇宙中到底有多少物质。如果我们宇宙中平均的物质密度比较高,那么它的引力的作用就会越来越大,那就有可能膨胀一段以后呢,就收缩回来。那么宇宙中如果物质密度比较低,没法拉住,咱们宇宙就一直膨胀下去,就是这样,从理论上讲就这么简单,但是还有一个问题需要天文学家注意,就是宇宙中的暗物质。大家知道我们国家著名的物理学家李政道教授在他的演讲就提到,他说21世纪物理学的一个重要的任务之一就是研究宇宙中的暗物质。 因此这些暗物质非常重要,那么事情是不是到此为止呢?没有。事情到此还没有截止,怎么没有截止呢?最后我们观测发现还有更严重的矛盾,就是把宇宙中的这些暗物质加进来,我们算出来宇宙的年龄也不对,还不正确,还必须有其他的物质,才能造成我们目前的宇宙的状态,年龄才能符合。那还有什么物质?一种是看得见的,一种是看不见的,那么看不见的总之它还在那儿存在。我们现在不但看不见,而且现在我们认为还没有存在的物质就是真的不存在,这个问题就很严重了。有没有呢?现在的回答说可能有,而且有的可能性是越来越大。这个物质说来很有意思,这最早是谁提出来的呢?最早是爱因斯坦提出来的,爱因斯坦在他的广义相对论方程里边随便加了一下,再加上一项我这个方程才能平衡,加的是个什么东西呢?爱因斯坦也说不清,大家就在他加的那一项里边在那儿做游戏。做了半天,爱因斯坦表示很歉意,说我这个宇宙中加的这一项,宇宙常数加错了,他说我这一生中犯的一个最大的错误,就是在我的方程里边加了个宇宙常数。可是没想到我们爱因斯坦过世半个世纪了,我们现在没办法了,又把他这个救命的稻草又拿来了。应该加进去,说爱因斯坦老先生没错,还是应该加进去,不但应该加进去而且十分重要,有可能在真空里边就有物质,真空里面可以取出物质来,那你们想一想如果天文学家把这个事情真正证实了,那我们这个物质的来源呢,那就比过去想象的要丰富的多。我们的真空里边就可以取出物质来,而且这个物质的含量甚至比我们看到的物质的含量还要多,还要丰富,那可真是取之不尽,用之不竭。你就随便取吧,探囊取物,想取多少就取多少。当然这个问题还是比较复杂,需要天文学家包括物理学家共同来解决,天文学家从观测上找到他存在的证据。所以说,李政道教授预言的这个是非常正确的,宇宙中21世纪物理学的一个重要的课题,可能就是研究宇宙中的暗物质。 那么如果说真的宇宙中有足够的暗物质,物质非常多,那就会出现什么状态呢?就像这个图上所描述的,就是最下边的一个状态。什么状态呢?我们的宇宙目前是在膨胀,膨胀膨胀以后怎么样,就慢慢就收缩了,就又收缩到一点。 那么现在天文学家有一个很重要的任务之一,就是不断地来研究宇宙中总的质量究竟有多少,大家知道我们放了空间望远镜,还放宇宙飞船,不仅观测它的光学波段,还观测它的X射线波段,还不够,还观测它的γ射线波段。所有这些目的之一,就想真正了解一下我们宇宙中究竟有多少物质,最重要的是回答我们的宇宙究竟要到那里去,什么时间终结,会不会终结,会不会收缩到一起再重新开始。 我讲了这些以后我不用问你们,你们自然有很多问题。这个实在是太玄妙了,不可思议,肯定有很多不可思议的问题。比方说这个宇宙到底有多大呀?你说了半天,这个宇宙有没有边呀,宇宙是大爆炸,大爆炸开始是怎么回事?大爆炸之前是个什么东西呀?大爆炸的空间有多大呀?那么大爆炸的时候,这么大一个宇宙装在那么一个小的空间里边装得下吗?诸如此类的问题太多了,我先回答一个问题。什么问题呢?我们的宇宙有没有边,这个宇宙到底有多大,那么天文学家会告诉你,这个宇宙是无限大的,你走不到尽头,走多远都走不到。你就不相信,我到任何一个地方去,我从这个地方到另外一个地方去,那么走的时间长一点我总能走到,最远是绕着地球转一圈。我也可以转过去,怎么走不到头呢?我先给大家最简单的演示一下,你看这是一张纸,我把这个纸稍微弯一下,弯成这么一个环。大家知道这个环,你看这个面上如果有一个小蚂蚁在这个面上走,你会发现它怎么样?它走得到头走不到?走不到。它转着圈就回来了。你说这个面有几个面?你仔细看一下,这只有一个面。这就说明什么呢?这我就告诉你一件事情,只要我这个空间把它弯曲了,你就会出现这个现象,就不会再走到头了。就这么简单的事情,你放上一个蚂蚁它在上面走,永远也走不到头。所以说空间只要一弯曲你就走不到头了。这就是我刚才弯的曲面的一个卡通片,你看这个蚂蚁在这个面上走来走去,它会怎么感觉,它认为能不能走到尽头?永远走不到尽头,这个宇宙永远走不到尽头。 那么回过来说为什么永远走不到尽头?就因为在我们目前这个宇宙中,我们量宇宙的距离是通过什么来量呢?是通过光线,根据广义相对论这个光线在宇宙中是弯曲的,而这个弯曲已经被实验证实了。就说通过日全食的观测已经证明了光线的确是弯曲的,因此我们看这个宇宙是永远看不到尽头,所以我们的宇宙是无限的。 另外一点我们要说,你总是想找谁是宇宙的中心?谁是宇宙的边缘?这个不存在。我们说在这个宇宙中根据这个理论,我们宇宙中的任何一点都是平权的。我们说哥白尼把地球为中心搬到太阳为中心,我们就引用他这个名字,把这个原理叫做哥白尼原理。哥白尼原理用在宇宙上怎么说?就在宇宙中各点都是平权的,都是一样的。我们宇宙的话,你站在任何一点来观测宇宙,得到的效果都是一样的,大家都是平权的。这就是说我们的宇宙是一个不会有一个边界宇宙,不会有一个特殊的位置。 那么还要回答一个问题,你说宇宙从大爆炸起始的,那么大爆炸之前是什么?我刚才图里演示了,但是一种可能大爆炸之前也是一个宇宙,它收缩了以后开始大爆炸。那么也可能是有其他的可能性,这个可能性我们目前实事求是的说不是太了解。而且宇宙最初这个物理状态这么极端,我们研究透了没研究透,也实事求是的说也没有研究透,这个状态还是非常特殊。但是不管怎么说,这个大爆炸理论到目前为止无论从理论上还是从观测上已经被大部分人都接受了。所以有种说法,我们管目前的大爆炸理论叫做标准的宇宙。由于这个大爆炸它是一个热的大爆炸,而不是一个冷的,所以我们管这个模型叫做热大爆炸宇宙模型。这个热大爆炸宇宙模型,目前呢,已经被广泛地接受了。 虽然是说广泛地接受了,但是毕竟有好多不尽如人意的地方,想想起来非常困难。特别是我在介绍宇宙最初三分钟的时候你们都很难想像,说是0.01秒我们整个宇宙都装进去,你会想到不要说整个宇宙把地球装进去都很困难。所以不见得令人那么满意,那么就问了?有没有更理想、更令人满意的学说呢?这个回答应该说是有。尽管有的学说还没有被完全的普遍的接受,但是也不无道理。这样的学说很多,我来介绍其中的一个就是霍伊尔的学说。霍伊尔是英国的一位天文学家,他前年去世的,这个人的在天文学上面有很多重要的贡献。那么其中他就创立了一个学说,叫什么学说呢?叫稳恒态学说。他说我简直就不可思议,你这个宇宙起始的时候就那么一个大爆炸,这个不可思议是两方面:一方面你这个物理状态就不可思议。你说是夸克汤,哪来这么多夸克汤?谁来煮这个夸克汤能煮出这么一锅来?所以这个物理状态不可思议。另外一个他说你这个物理规律也不可思议,在那样极端的条件下,目前我们理解的物理规律在那个地方大概早就破坏了。所以他说你那个学说不对,我现在建立另外一个学说,叫什么学说呢?叫稳恒态学说。 它有两层含义,我们以前介绍的时候,往往讲的不是很清楚。哪两层含义呢?就说我们这个物质,目前宇宙的物理状态是比较稳定的,不会有大的起伏,不会有破坏性的,是一个稳恒的状态。第二层含义,这个宇宙不管怎么演化,从最初到现在到将来,它的物理规律都是一致的,就是说宇宙的最初演化到现在,这个物理规律应该是保持不变的。他说我们现在的宇宙模型不错,是在膨胀的,原来的宇宙呢?也是这个样子,只不过比现在小了一点。那么小了一点的话,里边的物质怎么样呢?他就说也少了一点,那过去那个物理状态怎么样?就比现在的密集,所以过去要小的话,里边的物质也少,现在比较大了,物质就增加了。如果我这个宇宙在膨胀,那物质就增加。人家就问了你这个物质怎么来的?他说很简单,怎么个简单法呢?这个宇宙一边膨胀,物质就一边产生,随着宇宙的膨胀,我这物质就不断地在那儿产生。这个理论过去说起来呀,那是大逆不道,我们说我们有种看法认为物质是不生不灭等等,那你物质无中生有,那不是大逆不道是什么?现在看来也不无道理,既然真空中都可以产生物质,那就一边膨胀,就一边有物质产生。这就是霍伊尔的宇宙观的基本思想。那么他这个理论曾经遭到过一些非议,但是,支持的人也大有人在。有很多观测想支持他这个理论,他本人也很聪明,想了很多办法去解释。 我讲了这么多,现在我讲讲我们中国古代的天文观念。我们中国人很聪明,不光在现在,古代我们就想了很多模型。我们来看一下,这个图片就告诉我们,我们中国人古代想出的宇宙,那么这个你看这个模型很简单,但是我要告诉你,这是周朝时候就想出来的,你就觉得不简单了。它像一个锅盖一样,叫做什么学说?盖天说,像一个锅盖盖在那个地方,天上有好多星星,而且在这个基础上编了很多故事。我们这个锅盖可能有好多柱子在那儿支着,有八个柱子,一开始说有四个柱子,后来说四个柱子支的锅盖支不住,八个柱子还支不住,所以那个女娲氏,她怎么办?去补天,她补一补。所以我们想像力很丰富,这是我们的什么说?盖天说。后来发现盖天说有不足之处,到了春秋战国的时候我们又想了一个,叫什么说?不光有一个锅盖盖在上面,下边还有,叫做什么说?混天说,就是我们整个宇宙就混混沌沌这么一个大圆球,我们地球像蛋黄一样,在这个宇宙中间,就叫混天说。所以我们想像力很丰富,根据混天说就造了混仪,这就是通过混天说的观点造的混仪,我们古代这位天文学家叫做张衡。说到这个地方,我就想到这么一个事情,就是天文学有没有用?有多大的用处? 我讲了半天,似乎大家感觉呢,非常的深奥,有没有现实意义呢?我可以回答你这个天文学虽然是非常深奥,但是天文学正是我们人类接触自然科学里边的第一门学科。我说人类接触自然的第一门科学就是天文学,为什么那么说呢?古代人要耕作,耕作的话你要知道春夏秋冬,他怎么知道春夏秋冬?通过什么来知道?就是通过看天上的星象,那么日月我们看一般的每日每月,这个季节呢?它就通过看天上的星象,什么星星出来了,到了什么什么季节了,也就是季节的划分等等都是靠着天文学。所以从最早的话,人类依靠的自然科学就是天文学,所以说这个天还是非常美丽的。研究宇宙呢!还是很有意义的。你看这个小姑娘,在目视着天空,在想宇宙的各种可能的模型以及我们宇宙的发展未来。谢谢大家!
宇宙是什么样子的,人类为何无法看到宇宙的一切
在宇宙中的任何一个区域,空间的曲率几乎都是为零。宇宙不仅极度平坦,而且十分均衡,当然,宇宙中的每一个区域都是独特的,但又都是高度相似的,仔细看来,宇宙中的每一个区域当然是存在差异的,但是如果我们从宏观大尺度来看,物质分布则是非常均衡的,没有哪一个区域的物质过于致密,也没有哪一个区域的物质过于稀疏。
宇宙不仅平坦、均衡,而且连温度也极为相似,在如此巨大的宇宙之中,几乎任何一个区域的温度都在2.725K左右。K就是开尔文,是国际温标,你可以将其看为是从绝对零度开始统计的摄氏度,绝对零度就是-273.15摄氏度,也就是0开尔文,所以2.725K就等于-270.425摄氏度。
宇宙很大,大到我们都不知道有多大,而相隔数百光年的两个区域的平均温度竟然能够出奇的一致,这其实是很令人费解的。
此外,宇宙虽大,但是我们能够看到的宇宙区域却是非常有限的,目前可观测宇宙的半径约为460亿光年,这个可观测的球型宇宙空间又被称之为哈勃体积。为什么宇宙会如此平坦、均衡、温度相似?为什么我们无法看到宇宙中的一切呢?这还要从宇宙的起源说起。
说到宇宙的起源,就不由得让我们想到宇宙大爆炸,因为宇宙大爆炸是迄今为止最具说服力的宇宙起源学说,有大量的证据可以成为宇宙大爆炸理论的佐证,比如宇宙微波背景辐射和红移现象。不过,宇宙大爆炸理论还不够完美,因为它无法解释宇宙的平坦、均衡以及温度相似。
在宇宙大爆炸理论之中,宇宙起源于一个密度无限大而体积无限小的奇点,这个奇点炙热而稠密,可是这个点又是怎么来的呢?这同样是宇宙大爆炸理论所无法解释的。
为了让这一切都有一个合理的解释,一个新的假说诞生了,那就是暴涨理论,宇宙的暴涨发生于大爆炸之前。暴涨理论认为,在大爆炸发生之前的宇宙空间中充满了真空能量,而这些真空能量的量子场波动导致了在空间之中出现了很多的暴涨点,而每一个暴涨点最终都会发展成为一个独立的空间,这个独立的空间就是我们所说的宇宙,也就是说在我们的宇宙之外还有空间,而这个空间之中还有着很多相对独立的宇宙空间,这可以说是对多元宇宙最具科学性的一种猜想了。
暴涨理论给了宇宙的平坦、均衡一个完美的解释。
在一个宇宙中,也就是一个暴涨点之中,真空能量的波动使得空间被迅速拉伸,所以不管空间本身的曲率有多大,最终都会被拉扯到平坦,而在暴涨结束之后,一部分真空能量衰变到物质之中,为宇宙加热,这又解释了大爆炸之前奇点的高能辐射状态是从何而来的。
加热完成后,宇宙爆炸了,粒子之间的高能撞击创造了宇宙间物质的基本单位,也就是基本粒子,之后宇宙间的物质开始逐步形成。在加入了暴涨理论之后,宇宙大爆炸理论变得十分完美了,遗憾的是暴涨理论目前也只是一种假说。那么为什么我们不能够看到宇宙中的一切呢?为什么对我们来说,宇宙的直径只有920亿光年呢?
在宇宙大爆炸发生之后,宇宙一直在不断膨胀,而宇宙的膨胀又成为了暴涨理论的一个反证,因为宇宙的膨胀很可能说明宇宙之外还有空间。
宇宙膨胀的速度是非常快的,在宇宙边缘,膨胀的速度远超光速,更为重要的是,宇宙的膨胀始终处于加速之中。所以在宇宙中,一些距离我们较近的星系,它们的光有足够的时间可以来到我们的地球,所以我们能够观测到它们,而在更为遥远的地方,那些星系所发出的光亮虽然也在向我们奔来,可是它们的速度低于空间膨胀的速度,所以它们并不是离我们越来越近,反而是离我们越来越远,所以我们永远不可能观测到它们,因此,可观测宇宙的概念就产生了。很遗憾,我们无法看到自己宇宙中的一切。