1樓:阿斯頓
宇宙究竟有多大? 這個問題有兩層含義,一是宇宙的範圍有多大,二是宇宙的年齡有多大。這個問題所談論的是可見的宇宙,也就是以我們所在的地球為一個球體,其半徑是自大**以來,即宇宙作為一個點誕生,開始向外迅速膨脹以來光所通過的空間。
從整體上看,宇宙很可能比這個可見的宇宙大得多。 就測定所能提供的東西來說,天文學家們顯然並不知道,至少不是確切地知道大**是何時發生的。他們只是非常籠統地說,大**可能發生在100億年前,也可能發生在200億年前,或者是發生在100億年前到200億年前之間的某個時刻。
對我們常人來說,浩瀚無垠的宇宙幾乎是不可度量的。而對天文學家來說,精確地測繪宇宙天體不僅是必要的,而且也是可能的。天文學採用的計量單位是「光年」,即光在一年裡所走的距離。
光的前進速度約為每秒30萬公里,一光年大約是 9.7萬億公里。銀河系的直徑約為10萬光年。
而在銀河系之外還有別的星系,距離我們有數十億光年。最新發現的類星體位於我們目前所能觀測到的宇宙邊緣,與地球相隔約100億~200億光年,是迄今所知的最遙遠的天體。 如此遙遠的距離簡直令人難以想象。
要測量太陽系的其他行星或附近的恆星的距離,可以採用由古希臘人發明的視差計演算法。所謂視差,是指從兩個觀察位置觀察同一物體時兩道視線所形成的夾角。在天文學中,測定視差的方法就是把兩個觀測點與被觀測的天體構成一個三角形,已知兩個觀測點連線(即基線)的長度,再從這兩個觀測點測出天體的方位(即三角形的頂角),就能求出天體與地球的距離。
基線越長,求得的結果就越精確。通常,在測量離地球較近的天體如月亮的距離時,可以用地球的半徑作基線,所測定的視差則稱為「週日視差」。如果要測定太陽系以外天體的距離,一般都以地球與太陽的距離為基線,所測定的視差稱為「周年視差」。
用這種視差法測量相距8.6光年以內的天體非常準確,測量遠至1000光年的天體也能做到大體準確。 另一種測量恆星距離的方法是亮度測定法。
一顆恆星可能因體積大、運動活躍或距離地球較近而顯得很光亮。只要分清星球的實際亮度和視覺亮度,就能從光亮度上準確測出恆星與地球之間的距離。本世紀初,天文學家按波長區分星球光亮,製成了光譜。
他們發現,不同的恆星有不同的光譜特性。用分光鏡研究恆星的光譜,就能判斷該星的冷熱程度。這有助於天文學家辨別貌似暗淡的小星是否遙遠的活躍的巨星。
只要把一顆星的光與另一顆已知距離、活躍程度相似的星進行比較,就能測量出這顆星與地球之間的距離。 80多年前,大多數天文學家都認為銀河系就是整個宇宙,銀河系之外什麼也沒有。可是,當精確度更高的天文望遠鏡誕生以後,這種看法便被證明是錯誤的。
過去觀測到的那些暗淡模糊的斑點,其實是其他的星系,有的與銀河系不相上下,有的則更龐大。20世紀20年代,美國天文學家埃德溫·哈勃在加利福尼亞州的威爾遜山用當時世界上最大的反射式望遠鏡研究銀河系外星系,他分析了這些星系的光譜,發現各種譜線的波長都移向紅色一端。這種現象叫做紅移,說明那些星系正在向遠處飛離。
波長的改變是多普勒效應的作用,與疾駛而去的汽車喇叭聲調的變化同樣道理。由於宇宙在不斷膨脹,星系距我們越遠,紅移就越大。換而言之,越遠的星系,其飛離我們的速度也越快。
哈勃據此提出了「哈勃定律」,確定了計算行星執行速度的天文學計量單位——「哈勃常數」。但是,用哈勃常數作為測量尺度存在一個問題,即無人知道它有多長。 關於宇宙膨脹的速率,天文學家們的看法並不一致。
最保守的估計是,距離增加百萬光年,則速度每秒鐘約增加16公里,即一個距我們5億光年的星系將以每秒約8047公里的速度遠離地球。有些天文學家估計的速率比這個數字還要大一倍。按照第一種估計,宇宙中最遙遠的天體距離地球約有100億光年。
而按第二種速率計算,則宇宙邊緣距離地球達200億光年之遙。 「哈勃常數」只能在太陽系以外的太空裡測定。在那裡,膨脹速度非常大,任何區域性影響都變得微不足道。
如果天文學家能夠找到一支「標準蠟燭」,即某個類星體,其亮度穩定,非常明亮,橫跨半個宇宙都可以看到,那麼這個問題便可迎刃而解。但是迄今為止,大家公認可通用於整個宇宙的「標準蠟燭」尚未找到。因此,天文學家運用這一基本方法時往往採取一種分步方式,這就是設立一系列「標準蠟燭」,每一步只起測,定下一步的作用。
近年來,3種不同的「標準蠟燭」,即近紅外線觀測造父變星、行星狀星雲和麻省理工學院的約翰·托裡的成片星系,都使人趨向於認為宇宙很年輕,有110億~120億年。 但是,還不能說這便是標準答案,至少有另外3個天文學家小組得出了不同的結果。其中的一個小組是以哈佛大學天文學系主任羅伯特·柯什納為首,他們得出的結論是,宇宙並不是那麼年輕,可能有150億年。
而傑奎琳·休特和她的學生們以及普林斯頓大學的埃德·特納則測定宇宙有240億年。 總而言之,時至今日,宇宙有多大這個問題還遠遠未能解決。
宇宙是怎樣形成的?
2樓:匿名使用者
宇宙大**理論認為,我們的宇宙**於137億年前的一次大**。宇宙中所有的物質都來自於宇宙大**時量子真空能量的實體化。
在宇宙誕生之前,沒有物質,沒有空間,時間也沒有意義,有的只是彌散的量子真空的零點場,真空零點場具有零點能。所謂零點能不是沒有能量,只是處於能量的最低狀態。當量子真空演化為閔可夫斯基真空時(誘發因素不詳),真空零點能**為正負能量,其中負能量回歸真空零點場,使真空零點場的能量更低。
正能量產生出希格斯粒子(即所謂「上帝粒子」),再迅速**為正負粒子對。正負粒子對相遇即湮滅,迴歸為能量。由於宇稱不守衡原理,在產生正負粒子對時,正粒子比負粒子多10億分之一。
就是說,在所有的正負粒子對湮滅完後,會有10億分之一的正物質粒子剩餘出來。正是這10億分之一的正物質粒子,產生出最初的原子。並在能量攜帶著物質極速擴散(膨脹)的過程中,通過自組織化和結構化過程,形成我們的物質宇宙以及我們自己。
在正能量產生物質時,是按照愛因斯坦的方程m=e/c^2產生的,當能量密度(大體上就代表e)達到能夠產生物質(就是m)的程度時,物質就會在其中產生出來。所以說,物質是高度凝聚的能量。根據美國著名物理學家約翰·惠勒的計算,真空零點能的能量密度可達10^94克/cm^3,遠大於目前已經發現的最大能量密度10^14克/cm^3,即原子核的能量密度。
因此,一個點的能量就足以形成整個宇宙了。這個點就是大**宇宙理論中的宇宙奇點。
宇宙大**最初只是猜想,到上世紀60年代,通過宇宙的膨脹、宇宙中氫與氦的比例,及宇宙微波背景輻射的發現,宇宙大**已經上升到了定量科學的高度。
雖然這個理論目前仍有一些無法自圓其說的地方,但仍是目前最好的宇宙形成理論。
3樓:泰培勝王胭
宇宙是廣漠空間和其中存在的各種天體以及瀰漫物質的總稱。
宇宙是物質世界,它處於不斷的運動和發展中。
千百年來,科學家們一直在探尋宇宙是什麼時候、如何形成的。直到今天,科學家們才確信,宇宙是由大約150億年前發生的一次大**形成的。
在**發生之前,宇宙內的所存物質和能量都聚集到了一起,並濃縮成很小的體積,溫度極高,密度極大,之後發生了大**。
大**使物質四散出擊,宇宙空間不斷膨脹,溫度也相應下降,後來相繼出現在宇宙中的所有星系、恆星、行星乃至生命,都是在這種不斷膨脹冷卻的過程中逐漸形成的。
然而,大**而產生宇宙的理論尚不能確切地解釋,「在所存物質和能量聚集在一點上」之前到底存在著什麼東西?
「大**理論」是伽莫夫於2023年建立的。
4樓:小陽麻麻
宇宙是由如何形成的?沒有人能知道詳細的情形。絕佳經過對星星銀河和宇宙的研究提出了一些不同的猜想,目前被人們所廣泛接受的一種猜想是宇宙是距今150億年前一次大**之後形成的。
大概在150億年前,宇宙在所有的物體都集中在一起,形成一個又重又熱的大火球,這個原始的火球不斷地不斷地膨脹著,有一天突然發生大**,宇宙就這樣誕生了。**後的一秒鐘,大火球的溫度就升高攝氏100億度,裡邊擠滿了很多數不清的例子,互相撞來撞去產生了各種元素,他們慢慢混雜在一塊組成世界萬物。
5樓:張廖誠蒲妝
宇宙的最初源頭是一個奇點,即所謂的「宇宙蛋」,它凝聚了所有的時空質能,孕育著未來物質世界的一切,包括天體和生命。大約150億年以前,宇宙蛋在一場無與倫比的大**中猝然爆發。大**震撼出時空,物質世界破殼面出,宇宙史的紀元從此開始。
剛剛誕生的宇宙,空間從無到有並急劇猛增,僅僅10-32秒後,就暴脹到大約1光年的直徑。在1
秒鐘時,由於大**產生的極強高能輻身均勻地充滿整個空間,宇宙成為100億k高溫的熔爐,所有物質被熬成一鍋基本粒子湯。
緊接著,一場肆虐的原始宇宙風暴開始了,基本粒了之間發生猛烈撞擊,中了熔入質子形成了氦核。這個過程延續了大約三分鐘,直至所有的中子消耗殆盡為止。有約22%質量的物質聚合成氦核,餘下的物質幾乎為沒有聚合的質子,即氫核,僅有十萬分之幾屬於同位素氦3和氘,百億分之幾歸之於鋰。
原始星雲形成。
原始星雲在引力的作用下繼續向中心聚集,並因星雲間的潮汐作用開始旋轉,漸漸形成一雙凸透鏡的形狀。星雲收縮使引力不斷增強,從而促使旋轉不斷加速,而旋轉加速又導致星雲緣不穩定,從而裂成兩個旋臂。旋臂上發生區域性的凝結,每個凝塊具有適當體積,可以在我們所見的恆星狹小限度內形成恆星。
以上過程不斷進行著,整個星雲最終演化成星系。宇宙中最初形成星系的時間大約是大**後十億年。通過哈勃太空望遠鏡,可以發現在我們星系以外的遙遠空間里正在形成的其它星系,那正是幾十億年前形成這些星系的情形。
目前用天文望遠鏡觀測的星系總數須以10億來計算,我們所在的銀河系只是其中的普通一員而已。這些星系都是龐大的恆星集團,且距離我們極其遙遠,因此稱之為「島宇宙」。十幾個或幾十個星系由引力維繫在一起,組成星系團;隨著宇宙的膨脹,星系團間正彼此遠離。
恆星是宇宙物質凝聚到一定程度的產物,它起源於旋渦星雲臂上的一塊區域。在這塊區域物質較密集的部分,由於自身的引力較強,就會使物質聚集得更快,溫度也上升更快,旋轉得更快。這一過程逐漸加劇,當某一區域的中心溫度上升到約1000萬k時,就會引發熱瓜反應,向外發放輻射,恆星的生命歷程便開始了;而旋轉速度達到一定值時,恆星就會**成互相繞行的雙星或多星。
雙星(或多星)是恆星演化的正常規程,而伴有行星的單星(例如太陽)則是恆星演化中極其
罕見的事件,大約在十萬個恆星中才有一個,它的起源過程至今仍然只是一個猜想:在恆星演化的某一早期階段,兩個氣體星執行到彼此鄰近時,便產生了潮汐波。及至兩星接近到某一臨界距離時,這潮汐波即射出長臂狀的物質,然後再裂成具有適當大小與特性的物體,形成像地球這樣的行星。
起源於原始星雲中的恆星為第一代恆星,它們是由原生物質組成的氣體星球。宇宙史紀元50億年時,第一代恆星產生了,它們照亮了幽暗的太空,從此一個新的宇宙時代來臨了。
宇宙是怎樣形成的?宇宙是怎樣形成的?
現在流行的理論是宇宙大 理論,是根據哈勃望遠鏡發現的宇宙擴散推理出來的,而宇宙擴散是根據開普勒定理觀測的射線紅移現象得出的結果。當然還有其他的理論,只是都缺少實際的證據支援。站在科學的觀點來看,宇宙形成的問題人類目前還沒有解決,而且以目前的科技水平也解決不了,只是各種理論,而理論必定有侷限性。美國的...
宇宙是怎麼形成的,宇宙怎麼形成的
之初,物質只能以中子 質子 電子 光子和中微子等基本粒子形態存在。宇宙 之後的不斷膨脹,導致溫度和密度很快下降。隨著溫度降低 冷卻,逐步形成原子 原子核 分子,並複合成為通常的氣體。氣體逐漸凝聚成星雲,星雲進一步形成各種各樣的恆星和星系,最終形成我們如今所看到的宇宙。暴漲模型允許宇宙的物質和能量從無...
宇宙是咋形成的,宇宙怎麼形成的
時間簡史 暴漲的思想還能解釋為何宇宙存在這麼多物質。在我們能觀察到的宇宙裡大體有1億億億億億億億億億億 1後面跟80個0 個粒子。它們從何而來?答案是,在量子理論中,粒子可以從粒子 反粒子對的形式由能量中創生出來。但這只不過引起了能量從何而來的問題。答案是,宇宙的總能量剛好是零。宇宙的物質是由正能量...