通過宇宙微波背景輻射的觀測發現我們的宇宙已經膨脹了138.2億年,但宇宙的直徑顯然要大於這個數值,最新的研究認為宇宙的直徑可達到920億光年,甚至更大。[4]
人類所觀察到的部分宇宙的物件大約是由4.9的普通物質(構成恆星、行星、氣體和塵埃的物質)或「重子」,26.8的暗物質和68.3的暗能量構成。重子物質構成星系際的「蛛
網」[>
在宇宙中,地球是人類目前所知唯一一顆有生命存在的星球。
宇宙大爆炸是描述宇宙誕生初始條件及其後續演化的宇宙學模型,這一模型得到了當今科學研究和觀測最廣泛且最精確的支持。宇宙學家通常所指的大爆炸觀點為:宇宙是在過去
有限的時間之前,由一個密度極大且溫度極高的太初狀態演變而來的,並經過不斷的膨脹到達今天的狀態。[7]
暗物質和暗能量分別通過對普通物質產生的引力作用和推動宇宙做加速膨脹而表明它們的存在。如果暗能量不存在,那麼物質間的萬有引力作用就會減慢宇宙的膨脹,但是天文觀
測表明我們的宇宙在做加速膨脹運動。[8]
中文名柯氏宇宙、宇宙外文名.2億年應用學科天文學宇宙學屬於自然科學誕生奇點大爆炸直徑920億光年以上,無限擴大
結局熱寂、冷寂或大壓縮,有待考證形狀球型
目錄
1古今觀點
?歷史記載
?從遠古到現代
2幾何構造
?直徑和年齡
?形狀
?層次結構
?星系分類
?太陽系天體
?物質多樣性
3宇宙學模型
?理論基礎
?電腦演化模型
?現代宇宙學模型
4從起源到結局
?宇宙的創生
?不斷膨脹
?加速膨脹
?宇宙的結局
5大爆炸模型
?理論簡介
?理論依據
?二次膨脹理論
?物理上均等劃一
6多元宇宙
7宇宙之最
古今觀點編輯
歷史記載
《文子?自然》:「往古來今謂之宙,四方上下謂之宇。」《尸子》:「上下四方曰宇,往古來今曰宙。」《淮南子》:「往古來今謂之宙,四方上下謂之宇」。[9]《莊子?
庚桑楚》:「出無本,入無竅。有實而無乎處,有長而無乎本剽。有所出而無竅者有實。有實而無乎處者,宇也;有長而無本剽者,宙也。」[10]
從遠古到現代
中國古人曾提出蓋天說和渾天說,在春秋戰國時期民間就有嫦娥
美國藝術家畫出整個宇宙
美國藝術家畫出整個宇宙
奔月的傳說,漢代學者張衡也曾提出「宇之表無極,宙之端無窮」的無限宇宙概念。[12]渾天說認為天地的形狀像一個雞蛋,天與地的關係就像蛋殼包着蛋黃。張衡認為渾天說
比較符合觀測的實際。[13]
公元前7世紀,巴比倫人認為,天和地都是拱形的,大地被海洋所環繞,而其中央則是高山。
古埃及人把宇宙想像成以天為盒蓋、大地為盒底的大盒子,大地的中央則是尼羅河。
古猶太人認為,地球是宇宙的中心,周圍繞着一圈星球,再往外去,寥落地分佈着其餘天體。有一個靜止的天球存在,在其內部,星球各居其位,轉動不止。[14]
地球原來是球形
最早認識到大地是球形的是古希臘人。[15]公元前6世紀,畢達哥拉斯從美學觀念出發,認為一切立體圖形中最美的是球形,主張天體和大地都是球形的。[16]這一觀念為後來
許多古希臘學者所繼承,被17世紀初麥哲倫的環球航行所證實。[>
地心說、日心說和萬有引力定律
公元2世紀,c.托勒密提出了世界上第一個行星體系模型地心說。
托勒密的地心說示意圖
托勒密的地心說示意圖
地球處於宇宙中心靜止不動。從地球向外,依次有月球、水星、金星、太陽、火星、木星和土星,在各自的圓軌道上繞地球運轉。為了說明行星運動的不均勻性,提出行星在本輪
上繞其中心轉動,而本輪中心則沿均輪繞地球轉動。[20]
1543年,n.哥白尼所著《天球運行論》正式提出了「日心說」觀點,[21]認為太陽是行星系統的中心,一切行星都繞太陽旋轉。地球也是一顆行星,它上面像陀螺一樣自轉,一
面又和其他行星一樣圍繞太陽轉動。在中世紀的歐洲,托勒密的地心說由於符合神權統治理論的需要,一直佔有統治地位。為了捍衛日心說,不少仁人志士與黑暗的神權統治勢力
進行了前仆後繼的鬥爭,付出了血的代價。[22]
1609年,j.開普勒的開普勒三定律揭示了地球和諸行星都在橢圓軌道上繞太陽公轉,發展了日心說,為牛頓萬有引力定律的提出打下了基礎。[23]1608年利普賽發明望遠鏡後,
伽利略立即加以改造並指向蒼穹。1610年,伽利略發表了劃時代的著作《星際使者》,朦朧的銀河原來是無邊的星海,皎潔的月亮竟然佈滿了環形山,燦爛的太陽哪知會有黑子,
而金星的相位變化和木星的4顆衛星恰恰是日心說最可靠的證據。[>
1687年,i.牛頓牛頓發現了萬有引力定律,使哥白尼的學說獲得更加穩固的科學基礎。[26]
詹姆斯-韋伯空間望遠鏡的兩片測試鏡面
詹姆斯-韋伯空間望遠鏡的兩片測試鏡面
天文望遠鏡的誕生帶來了天文學的第一次革命。隨着天文望遠鏡等觀測和分析儀器的問世和改進,人類對宇宙的認識愈加清晰豐富。望遠鏡的每一次發展、突破,都促進了天文學
的重大發現和人類對宇宙認識的飛躍,對數學、物理學及其他自然科學產生重大影響,並推動了人類文明進程。[28]
河外星系
在哥白尼的理論中,恆星只是位於最外層恆星天上的光點。
1584年,喬爾丹諾?布魯諾提出恆星都是遙遠的太陽。
18世紀上半葉,由於e.哈雷對恆星自行的發展和j.布拉得雷對恆星遙遠距離的科學估計,布魯諾的推測得到了越來越多人的贊同。
18世紀中葉,t.賴特、i.康德和j.h.朗伯推測說,佈滿全天的恆星和銀河構成了一個巨大的天體系統。弗里德里希?威廉?赫歇爾首創用取樣統計的方法,用望遠鏡數出了天空中
大量選定區域的星數以及亮星與暗星的比例,1785年首先獲得了一幅扁而平、輪廓參差、太陽居中的銀河繫結構圖,奠定了銀河系概念的基礎。
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作者-作-者說:這是非正常章節,不久後就會修改為正常章節。請登錄--起-點--中文網看這本書!
-宇宙
在此後一個半世紀中,h.沙普利發現了太陽不在銀河系中心、j.h.奧爾特發現了銀河系的自轉和旋臂,以及許多人對銀河系直徑、厚度的測定,科學的銀河系概念才最終確立。
18世紀中葉,康德等人還提出,在整個宇宙中,存在着無數像銀河系那樣的天體系統。
到1924年,由e.p.哈勃用造父視差法測量仙女星系的距離確認了河外星系的
存在。
幾何構造編輯
直徑和年齡
最新的研究認為宇宙的直徑可達到920億光年,甚至更大。[29]
目前可觀測的宇宙年齡大約為138.2億年。[30]
形狀
宇宙微波背景的溫度一端高,暗示呈彎曲狀
宇宙微波背景的溫度一端高,暗示呈彎曲狀
目前的宇宙理論認為宇宙可能是一個球體,類似馬鞍狀的負彎曲形狀,該理論源於宇宙大爆炸理論,整個宇宙的外形如同一個吹起的氣球,我們則生活在宇宙的「表面」。[32]
同時,科學家也認為宇宙是平坦的,根據美國宇航局的調查,宇宙可能是平坦的,2013年的調查發現如果宇宙是平坦的,那麼誤差只有0.4。[33]
斯蒂芬?霍金表示,我們宇宙的形狀可能是一種難以置信的幾何圖形,更接近於超現實主義的藝術,如同荷蘭藝術家摩里茨?科奈里斯?埃舍爾創
銀河系
銀河系
作的圖形一樣。
霍金的想法以弦理論為依據,而該理論目前仍然還處於假設之中,並未被驗證。如果用語言來形容宇宙的形狀,應該是整體呈現多重鑲嵌模式,具有無限重複出現的扭曲面,曲面
間環環相扣,如同科奈里斯?埃舍爾創作的「圓形極限iv」圖案,也與美國工程師創作的「史密斯圓圖」類似,體現出雙曲空間的概念,是一種非歐幾何的空間形態。
[35]
層次結構
當代天文學的研究成果表明,宇宙是有層次結構的、
即將發生碰撞的兩個星系4
即將發生碰撞的兩個星系4
不斷膨脹、物質形態多樣的、不斷運動發展的天體系統。
行星、小行星、彗星和流星體都圍繞中心天體太陽運轉,構成太陽系。
太陽系外也存在其他行星系統。約2500億顆類似太陽的恆星和星際物質構成更巨大的天體系統——銀河系。銀河系的直徑約10萬光年,太陽位於銀河系的一個旋臂中,距銀心約3萬
光年。
銀河系外還有許多類似的天體系統,稱為河外星系,常簡稱星系。目前觀測到10億個星系。
星系聚集成大大小小的集團,叫星系團。平均而言,每個星系團約有百餘個星系,直徑達上千萬光年。現已發現上萬個星系團。包括銀河系在內約40個星系構成的一個小星系團叫
本星系群。
橢圓星系中心超大黑洞引發的噴流
橢圓星系中心超大黑洞引發的噴流
若干星系團集聚在一起構成的更高一層次的天體系統叫超星系團。超星系團往往具有扁長的外形,其長徑可達數億光年。通常超星系團內只含有幾個星系團,只有少數超星系團擁
有幾十個星系團。
本星系群和其附近的約50個星系團構成的超星系團叫做本超星系團。
星系分類
根據可反映星系發展狀態的序列號對星系進行了分類,可以粗略地將星系劃分出橢圓星系、透鏡星系、漩渦星系、棒旋星系和不規則星系等五種。[38]
太陽系天體
太陽質量占太陽系總質量的99.8,它以自己強大的引力將
nasa公佈的太陽風暴的照片
nasa公佈的太
的周(未完待續。)