然而,大爆炸產生宇宙的理論並不能準確解釋“儲存的物質和能量聚集在壹點”之前存在的東西。宇宙大爆炸理論是伽莫夫在1946年創立的。
關於宇宙是如何起源的。空間和時間的本質是什麽?這是古代哲學家和現代天文學家苦苦思索了兩千多年的問題。在哥白尼、赫歇爾、哈勃從太陽系、銀河系、河外星系探索宇宙的三部曲之後,宇宙學不再是抽象的哲學思辨,而是建立在天文觀測和物理實驗基礎上的現代科學。
直到20世紀,出現了兩種比較有影響的“宇宙學模型”。壹個是穩態理論,壹個是大爆炸理論。20世紀20年代末,埃德溫·哈勃發現了紅移現象,表明宇宙正在膨脹。20世紀60年代中期,阿諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜發現了“宇宙微波背景輻射”。這兩個發現有力地支持了大爆炸理論。現在,生活大爆炸理論被人們廣泛接受。
[編輯此段]生活大爆炸理論
現代宇宙體系中最有影響力的理論,也被稱為大爆炸宇宙學。與其他宇宙模型相比,它能解釋更多的觀測事實。它的主要思想是,我們的宇宙曾經有壹個從熱到冷的演化過程。在此期間,宇宙系統不是靜止的,而是不斷膨脹的,使得物質的密度從稠密演化到稀疏。這個由熱到冷,由密到稀的過程,就像壹次巨大的爆炸。根據宇宙大爆炸的宇宙學,宇宙大爆炸的全過程是在宇宙早期,溫度極高,在1000億度以上。物質的密度也相當大,整個宇宙系統處於平衡狀態。宇宙中只有壹些基本粒子,如中子、質子、電子、光子、中微子等。但是因為整個系統在膨脹,溫度下降很快。當溫度下降到大約100億度時,中子開始失去自由存在的條件,它們或者衰變,或者與質子結合形成重氫、氦等元素。正是從這個時期開始,化學元素開始形成。當溫度進壹步下降到654.38+000萬度時,形成化學元素的早期過程結束(見元素合成論)。宇宙中的物質主要是質子、電子、光子和壹些較輕的原子核。當溫度降到幾千度時,輻射減少,宇宙主要是氣態物質。氣體逐漸凝結成氣體雲,然後進壹步形成各種恒星系統,成為我們今天看到的宇宙。大爆炸模型可以統壹解釋以下觀察事實:
(1)大爆炸理論認為,所有的恒星都是在氣溫下降後誕生的,所以任何天體的年齡都應該比氣溫下降到今天的時期短,也就是不到200億年。對各種天體年齡的測量證明了這壹點。
(2)觀測到河外天體有系統性的譜線紅移,紅移大致與距離成正比。如果用多普勒效應來解釋,那麽紅移就是宇宙膨脹的反映。
(3)氦在各種天體中都很豐富,大部分都是30%。恒星核反應的機制不足以解釋為什麽會有這麽多氦。根據宇宙大爆炸理論,早期的溫度很高,產生氦的效率也很高,可以解釋這個事實。
(4)根據宇宙的膨脹速度和氦豐度,我們可以計算出各個歷史時期宇宙的溫度。宇宙大爆炸理論的創始人之壹加莫夫預言,今天的宇宙已經很冷了,絕對溫度只有幾度。1965在微波波段探測到具有熱輻射譜的微波背景輻射,溫度約為3K。
大爆炸理論認為宇宙起源於壹個單壹的無量綱點,即壹個沒有時空尺度但包含了宇宙中所有物質的奇點。至少在120 ~ 15億年前,宇宙和空間本身就是由這個點爆炸形成的。
目前在學術界有較大影響的“大爆炸宇宙論”是由比利時數學家勒邁特於1927年提出的。他認為宇宙的原始物質濃縮在壹個超原子的“宇宙蛋”中,在壹次無與倫比的大爆炸中分裂成無數碎片,形成了今天的宇宙。1948年,俄裔美國物理學家加莫夫等人繪制了15億年前壹次大爆炸後,宇宙從密集而熾熱的奇點到壹系列元素,最終形成行星和星系的整個膨脹演化過程的詳細圖景。但是這個理論有很多困惑。
宏觀宇宙是相對無限的。“大爆炸宇宙學”假設宇宙起初只是壹個點,但在其周圍是壹片空白,即迄今為止人類無法確定其範圍和質量的宇宙被壓縮在壹個非常小的空間內,這只是壹種猜測。而且,考慮到能量和質量成正比,壹個小點突然無緣無故爆發到浩瀚宇宙中的能量從何而來?
人類把地球繞太陽公轉設定為測量時間-年份的標準。但是宇宙中所有天體的運動速度是不壹樣的,宇宙中沒有時間的度量。比如地球上東西南北方向的概念,在宇宙中沒有任何意義。既然對於宇宙來說年的概念是不存在的,那麽大爆炸宇宙學如何利用年的概念來計算宇宙的確切年齡呢?
1929年,美國天文學家哈勃提出了星系紅移與星系間距離成正比的哈勃定律,並推導出星系間距離較遠的暴脹宇宙理論。哈勃定律只是說明,離地球越遠,星系運動越快——星系的紅移與星系的距離成正比。但他未能發現另壹個重要的點——星系的紅移也與星系的質量成正比。
宇宙中星系之間的距離非常非常遠,光的傳播會因為空間物質的吸收和阻擋而逐漸減弱。那些運動速度較快的星系是質量較大的星系。質量大,能量輻射強。所以我們觀測到的紅移很大的星系當然是質量很大的星系。這就是被稱為類星體的遙遠星系由於其巨大的質量而產生巨大紅移的原因。另外,那些質量小、能量輻射弱的星系(除了少數靠近銀河系的星系,如大小麥哲倫星系)很難觀測到,所以我們現在看到的大部分星系都是紅移的。由於銀河系中的恒星距離地球較近,大小恒星都能看到,所以恒星的紅移和紫移數量大致相等。
星系紅移少紫移的另壹個原因是,宇宙中所有的物質結構都是在壹定範圍內圍繞壹個中心做環形軌道運動,而不是像大爆炸宇宙學中描述的那樣,從壹個中心向外圍做直線徑向運動。所以從地球上看到的紫移星系範圍很窄,數量很少。它們只能是和銀河系同方向運動的星系,而且正面比銀河系小。後方比銀河系大的星系。未來只有發展更高分辨率的天文觀測儀器,才能看到更多的紫移星系。
當宇宙中物質分布不平衡時,局部物質結構會不斷膨脹收縮,但宇宙整體結構的相對平衡不會改變。僅僅通過部分(不是全部)觀測星系與地球的距離,不能說宇宙整體在膨脹或收縮。就像地球上的海洋在重力作用下不斷升降的潮汐現象,並不意味著海水總量在增加或減少。
1994年,美國卡內基研究所的弗裏德曼等人通過估算宇宙的膨脹速率計算出宇宙的年齡,得到了80 ~ 12億年的年齡計算值。但根據恒星光譜分析,宇宙中最古老的恒星年齡為140 ~ 16億歲。恒星比宇宙古老。
1964年,美國工程師彭齊亞斯和威爾遜探測到了微波背景輻射,這是由於充滿空間的各種物質之間的能量轉移效應。宇宙中物質的輻射無時無刻不在,3K或5K的溫度值只是人類根據自己的判斷而設計的壹種度量。這種能量輻射現象只能說明宇宙中的物質由於引力的作用在大尺度空間的整體分布是比較均勻的,星際空間中確實存在大量我們目前觀測不到的“暗物質”。
至於大爆炸宇宙學中氦的豐度,氦本來就是宇宙中極其豐富的原子結構,僅次於氫。它在空間中的百分含量和其他元素的百分含量也是物質結構分布規律中很常見的物理現象。在宇宙的大尺度範圍內,不僅氦的豐度相似,氫、氧等其他元素的豐度也相似。而且各種元素是隨著不同的溫度和環境不斷變化的,並不總是保持壹張臉,所以微波背景輻射和氦豐度與宇宙起源沒有必然聯系。
大爆炸宇宙學面臨另壹個難題。如果宇宙無限膨脹,最後的結局會是什麽?德國物理學家克勞修斯指出,能量從非均勻分布到均勻分布的變化過程適用於宇宙中所有的能量形式和事件。在任何給定的物體中,都有壹個基於其總能量與溫度之比的物理量。他把這個物理量命名為“熵”,孤立系統中的“熵”往往會永遠增加。但是宇宙中總會有高熵和低熵的區域,不可能有絕對統壹的狀態。所以那種認為當“熵”的水平不斷上升,達到最大值時,宇宙就會進入壹種永恒的死寂狀態,“熱寂”的最終結果就是把我們現在能觀測到的宇宙的壹部分,當成了對整個宇宙的誤解。
根據天文觀測數據和物理理論,描述宇宙的具體形態。星系的形態特征對於研究宇宙的結構非常重要,從星系的運動規律可以推斷出整個宇宙的結構形態。星系* *的圓形渦旋結構是整個宇宙的縮影,橢圓、棒旋等不同的星系形狀只是由於星系年齡和觀測角度的不同而產生的視覺效果。
奇妙的螺旋是自然界中最常見、最基本的物質運動形式。這種螺旋現象對理解宇宙的形態有重要的啟發作用。大到旋渦星系,小到DNA分子,都是在這個旋渦中產生的。自然界不承認直線形式,自然界所有物質的基本結構都是曲線運動的圓形。從原子、分子到行星、星系,再到星系團、超星系團,毫無疑問,浩瀚的宇宙就是壹個大旋渦。因此,建立壹個“宇宙螺旋運動模型”,比“宇宙”作為所有物質的總和,脫離曲線運動模型,以直線從壹個中心向四面八方無限拉伸的“大爆炸模型”,更能反映宇宙的真實結構。
另壹點是大爆炸是周期性的。壹些科學家聲稱,當宇宙膨脹達到頂峰時,將會發生另壹次大爆炸。宇宙會像黑洞的形成過程壹樣,變成壹個高密度小體積的球體。萎縮到壹定程度後,又會有壹次大爆發。根據能量守恒定律,宇宙的能量並沒有消亡。但是,沒有人能解釋大爆炸每壹次循環的時間、空間和分子結構是和上次壹樣(幾千億年後,有太陽系、地球、中國和妳)還是重新排列(光可以憑空彎曲)。
[編輯此段]穩態理論
宇宙起源的問題有點像這個老問題:先有雞還是先有蛋?換句話說,是什麽創造了宇宙,又是什麽創造了宇宙?也許宇宙,或者創造它的東西,已經存在了無限的時間,不需要被創造。直到最近,科學家們壹直在試圖回避這樣的問題,認為它們屬於形而上學或宗教而不是科學。然而,人們在過去的幾年中發現,科學定律即使在宇宙開始時也是成立的。那樣的話,宇宙可以自給自足,完全由科學規律決定。
關於宇宙是否以及如何開始的爭論貫穿了整個有記載的歷史。基本上有兩個學派。許多早期的傳統,以及猶太教、基督教和伊斯蘭教,相信宇宙是在相當近的過去創造的。17世紀,吳·謝爾主教計算出宇宙誕生的日期是公元前4004年,這是把《舊約》中人物的年齡加起來得到的。)近代以來出現了明顯的人類文化和技術的進化來支持上述觀點,這是事實。我們記得那種表演的創始人或者這種技術的開發者。可以說我們不可能存在那麽久;因為否則,我們應該比現在更先進。事實上,聖經的創建日期與上壹個冰河世紀的結束時間類似,似乎是現代人類最早出現的時間。
另壹方面,也有壹些人,比如希臘哲學家亞裏士多德,不喜歡宇宙有開端的想法。他們認為這意味著神的幹預。他們更願意相信宇宙已經存在,並將無限期地繼續存在。不朽的東西比必須被創造的東西更完美。他們對上述關於人類進步的問題的回答是:周期性的洪水或其他自然災害反復把人類帶回到原始狀態。
[編輯本段]兩種理論的比較
這兩個學派都認為宇宙基本上不會隨時間而改變。它要麽以現在的形式被創造出來,要麽以現在的形式無限期地持續下去。這是壹個自然的信念,因為人類的生命——整個有記錄的歷史是如此短暫,宇宙在此期間從未發生過重大變化。在壹個穩定的宇宙框架中,它是存在了無限的時間,還是誕生於有限的時間,這真的是壹個形而上學或宗教的問題:任何理論都解釋它。1781年,哲學家伊曼紐爾·康德寫了壹部裏程碑式的、非常模糊的著作《純粹理性批判》。在這本書中,他總結說,有同樣有效的論據來支持宇宙有開端或宇宙沒有開端的信念。正如他的書名所暗示的,他簡單地根據推理得出結論,換句話說,他簡單地忽略了對宇宙的觀察。畢竟,在壹個不變的宇宙中有什麽可觀察的呢?
然而,在十九世紀,證據開始積累,這表明地球和宇宙的其他部分實際上是隨著時間而變化的。地質學家認識到,巖石和其中的化石的形成需要幾億年甚至幾十億年。這比神創論者計算的地球年齡要長得多。德國物理學家路德維希·玻爾茲曼提出的所謂熱力學第二定律也提供了進壹步的證據,證明宇宙中的無序總量(用壹個叫做熵的量來衡量)總是隨時間增加的,就像關於人類進步的論證暗示它只能運行有限的時間,否則,它現在應該已經退化到完全無序的狀態,在這種狀態下,壹切都處於同壹溫度。
穩定宇宙的想法遇到的另壹個困難是,根據牛頓引力定律,宇宙中的每壹顆恒星都必須相互吸引。如果是這樣的話,它們怎麽能彼此保持恒定的距離並停留在那裏呢?
牛頓知道這個問題。在給當時著名哲學家理查德·本特利的壹封信中,他同意這樣的觀點,即有限的壹群星星不可能靜止不動,它們都會落在壹個中心點上。然而,他得出結論,無限多的恒星不會壹起墜落,因為沒有中心點讓它們墜落。這個論點是人們在談論無限系統時會遇到的陷阱的壹個例子。把宇宙中無限多的恒星以不同的方式作用在每顆恒星上的力加起來,對於恒星是否保持恒定的距離會給出不同的答案。我們現在知道,正確的步驟是考慮恒星的有限區域,然後加入更多大致均勻分布在這個區域之外的恒星。有限區域的恒星會壹起坍縮,根據牛頓定律,在這個區域之外增加更多的恒星也無法阻止它們坍縮。這樣壹來,無限多的恒星不可能處於靜止狀態。如果它們在某個時刻沒有相對運動,它們之間的吸引力會使它們開始向彼此的方向下落。在另壹種情況下,它們可能正在遠離彼此,重力減緩了這種回歸。
[編輯本段]新疑點
長期以來,宇宙誕生的“大爆炸”理論得到了天文學界的普遍認可,但近期哈勃太空望遠鏡在宇宙深處拍攝的照片卻讓科學家們給“大爆炸”理論打上了壹個重重的問號。
哈勃太空望遠鏡這次拍攝到了壹些宇宙深處的恒星,它們很可能是在宇宙誕生後的5億年內(約654.38+03億年前)形成的。然而,這些恒星的數量遠遠少於科學家最初的估計。
哈勃拍攝的照片
哈勃拍攝的這些照片可以說明以下兩點:要麽是大爆炸後恒星物質的形成沒有科學家最初想象的那麽活躍,不符合現階段流行的理論;或者說當時的物理環境和現在完全不壹樣。
由安德魯·邦克博士領導的英國科學家小組在研究了哈勃拍攝的照片後,得出了上述令人驚訝的結論。目前,安德魯·邦克博士要求美國國家航空航天局繼續使用哈勃望遠鏡,並對其進行升級,以進行進壹步的研究,從而解決這些難題。
根據幾十年來許多科學家支持的大爆炸理論,我們的宇宙大約誕生於6543.8+04億年前。根據這壹理論的解釋,宇宙形成於6543.8+04億年前,當時壹種極其微小而致密的物質發生爆炸。爆炸後物質粒子和能量被噴射出來,才開始產生時空、質量和能量。在大爆炸之前,既沒有物質,也沒有能量,當然也沒有生命。
近年來,宇宙大爆炸理論不止壹次受到科學家的質疑。
[編輯本段]太陽系的形成
太陽系是由受太陽引力約束的天體組成的系統,其最大範圍可延伸至約1光年。太陽系的主要成員有:太陽(恒星)、八大行星(包括地球)、無數的小行星、無數的衛星(包括月球)、彗星、流星體以及大量的塵埃和稀薄的氣態物質。在太陽系中,太陽的質量占太陽系總質量的99.8%,其他天體的總和不到太陽系的0.2%。太陽是太陽系的中心天體,它的引力控制著整個太陽系,使得其他天體圍繞著太陽旋轉。太陽系中的八大行星(水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星)都以同壹個方向圍繞太陽旋轉(金星除外)。
輻狀的
......歸無,歸無,有滅有升,是輪回,歸無,歸無,歸無,歸無,歸無,是輪回,歸無,歸無。.........