以下所列的是宇宙学研究的一些最活跃的领域,大致按时间顺序排列。 第二种盖天说将方形大地改为拱表大地,即《晋书.天文志》中所说的“天象盖笠,地法覆盘。 ”第二种盖天说已经有了拱形大地的设想,为以后球形大地的认识奠定了基础。 便它仍然不能解释天体的运行,如太阳的东升西落和月亮的盈亏等问题。 然而,至今我们无法知道宇宙有多大,科学家的解释或许是有道理的,他们说,宇宙还在不断地膨胀……这也许能证明宇宙这个巨大的生命体,正在少年时期,还在不断地成长发育。 总之,若把星系看成宇宙物质的基本单元,那么星系的分布状况就是宇宙结构的表现。
然而,随着宇宙温度的不断下降,重子/反重子对不再产生。 绝大多数的重子/反重子在粒子/反粒子湮灭反应中被消耗,因此在宇宙诞生大约一秒后只留下少量的重子。 大爆炸后不久,原始质子和中子由早期宇宙的夸克-胶子等离子体形成,温度低于两万亿度后冷却。
测量结果和广义相对论以及传统宇宙学模型的预言吻合得相当好。 维特里克认为,在名为暴胀的短期之内,宇宙仍然在快速膨胀,在暴胀之前,宇宙大爆炸不再包含有一个宇宙密度无限大的“奇点”时刻。 (2)观测到河外天体有系统性的谱线红移,而且红移与距离大体成正比。 如果用多普勒效应来解释,那么红移就是宇宙膨胀的反映。
宇宙: 宇宙论
作用于固体原子和分子之间的电磁力使固体具有硬度,这种力也具有磁性和发光的特性。 携带电磁力的粒子叫光子,它也是产生光线的粒子。 在地球上,无论从南极走到北极,还是从北极走到南极,你始终不可能找到地球的边界,但你不能由此认为地球是无限的。
更重要的是,这些问题都可以用自然语言提出,无需懂计算机语言——当然像Siri一样接受调戏的能力也是有的。 要回答这个问题,我们首先要讨论宇宙是否真的是无边无界的。 而要讨论宇宙是否有边界,则要先明确宇宙的形状是什么,比如地球,是个球体,那么地球就属于有限无界;如果宇宙是平坦像一张纸,那么纸的四边就是宇宙的边界。 如果真的定义成了万物,那意味着就没有“宇宙之外”这一说了。
大爆炸宇宙论认为:宇宙是由一个致密炽热的奇点于150亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。 1929年,美国天文学家哈勃提出星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律,并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。 宇宙并非永恒存在而是从虚无创生的思想在西方文化中可以说是根深蒂固。
宇宙: 宇宙结构层次结构
从球状星团的赫罗图形状可以判断,较老的球状星团的年龄差不多都达到100亿年左右。 按照同位素年代学计算,太阳系中某些重元素是在50亿到100亿年前形成的,即最老天体的年龄都不超过200亿年。 在中国古代,关于宇宙的结构主要有三派学说,即盖天说、浑天说和宣夜说。 盖天说认为大地是平坦的,天像一把伞覆盖着大地;浑天说认为天地具有蛋状结构,地在中心,天在周围;宣夜说则认为天是无限而空虚的,星辰就悬浮在空虚之中。 在古代希腊和罗马,从公元前六世纪到公元一世纪,关于宇宙的构造和本原有过许多学说。
而喷出来的高能粒子,经过漫长的演变后,形成了我们现在所生存的宇宙;那个喷发的虫洞则变为先前那个平行宇宙中的一个普通的天体,这也是我们不能找到宇宙的中心的原因。 根据天文观测资料和物理理论描述宇宙的具体形态,星系的形态特征对研究宇宙结构至关重要,从星系的运动规律可以推断整个宇宙的结构形态。 而星系共有的圆形旋涡结构就是整个宇宙的缩影,那些椭圆、棒旋等不同的星系形态只是因为星系年龄和观测角度不同而产生的视觉效果。 大爆炸宇宙论面临的难题还有,如果宇宙无限膨胀下去,最后的结局如何呢? 但在宇宙中总会有高“熵”和低“熵”的区域,不可能出现绝对均匀的状态。 那种认为由于“熵”水平的不断升高而达到最大值时,宇宙就会进入一片死寂的永恒状态,最终“热寂”而亡的结局,当宇宙膨胀到一定程度,所有星系行星会疏离,分子分解至夸克,而至更小。
该模型在理论上被很好地理解,并且在最近一段时间得到高精度天文观测数据(如WMAP探测器和普朗克卫星)的支持。 拟合的观测结果通常包括宇宙微波背景辐射各向异性、Ia型超新星的亮度与红移的关系,以及包括重子声学振荡特征在内的大尺度星系聚集。 其他观测结果,如哈勃常数、星系团丰度、弱引力透镜和球状星团年龄,与这些观测结果基本一致,为模型提供了检验,但当前测量的不太准确。 假设ΛCDM模型是正确的,通过许多实验使用各种技术测量参数,根据截至2015年普朗克卫星的观测数据,可计算出宇宙年龄的最佳值,即137.99±0.21亿年。
这是否符合事实,以及这尺度多大,都是十分重要,并需要有大尺度观测来回答的问题。 现今对宇宙在50Mpc以上是否还有显著的结构现象存在,正是人们热烈争论中的焦点。 星系的空间分布不是无规的,它也有成团现象。
- 除了中微子(一种热暗物质),其它暗物质还没有被直接探测到,这使得它成为了现代天体物理学中最大的谜团之一。
- 重子产生和宇宙暴涨都与粒子物理有密切的联系。
- 和毕达哥拉斯(Pythagoras)一样,柏拉图(Plato)认为所有事物都是由数字构成的,并将恩培多克勒的四元素采用柏拉图立体的形式表示。
- 研究宇宙中结构最直截了当的方法是普查可见的星系,从而构造一个星系的立体图像并测量物质功率谱。
- 因为假若宇宙以一种极不规则的方式演化,即不会有生命及人类进化出现了,其无法承载所有物理定律。
- 然而,在较短的大尺度上,物质趋向于层级聚集(一层层的);首先是许多基本原子(如氢)凝聚成恒星,接下来大多数恒星又会凝聚成星系,大多数星系凝聚形成星系群。
微调宇宙假说是一个命题,即只有某些宇宙基本物理常数位于非常狭窄的值范围内,才可能允许宇宙出现生命的条件。 因此,如果几个基本常数中的任何一个只是略有不同,宇宙就不太可能有利于物质生成、天文结构、元素多样性或可理解宇宙的生命的产生和发展。 哲学家、科学家、神学家和创造论的支持者都讨论过这一命题。 如果宇宙太密集,那么会重新坍缩成引力奇点。 如果宇宙包含的物质太少,那么引力就会太弱,星系或行星等天文结构将无法形成。 宇宙拥有相当于每立方米5个质子的合适的质能密度也许并不奇怪,因此能够过去138亿年不断膨胀,为当前观测到的宇宙的形成提供时间。
最后,稳恒态宇宙论在1965年被宇宙微波背景辐射的发现推翻了,这一发现为宇宙早期的炽热阶段提供了不容置辩的证据。 稳恒态宇宙论只不过是在现代宇宙论发展过程中的一个有相当历史意义的插曲而已。 虽然宇宙学这个词是最近才有的,但人们对宇宙的研究已经有很长的一段历史了,古希腊的托勒密是宇宙学已知的最早先驱。 它摒弃宗教和纯哲学概念,借助现代物理理论、数学方法和现代天文学观测研究宇宙的成分、结构和演化。 关于宇宙是否并如何启始的争论贯穿了整个记载的历史。
虽然宇宙学这个词是最近才有的,人们对宇宙的研究已经有很长的一段历史,牵涉到科学、哲学、esotericism以及宗教。 在整个背景辐射中,微波波段比其他波段都强,谱型接近温度为3K的黑体辐射。 这种辐射的小尺度起伏不超过千分之二、三:大尺度的起伏则更小一些。 从历史上看,随着时代的发展,作为宇宙学研究对象的天体系统,在深度和广度上不断扩展。 古代自然哲学家所讨论的天文学的宇宙,不外乎大地和天空。
换句话说,就是何物创生宇宙,又是何物创生该物呢? 也许宇宙,或者创生它的东西已经存在了无限久的时间,并不需要被创生。 直到不久之前,科学家们还一直试图回避这样的问题,觉得它们与其说是属于科学,不如说是属于形而上学或宗教的问题,然而,人们在过去几年发现,科学定律甚至在宇宙的开端也是成立的。
随着科学技术的发展,人们必定可以发现越来越多的新天体。 根据爱因斯坦建立的宇宙模型,宇宙是“静态、无限、无界”的。 而现代的宇宙模型,则是建立在大爆炸理论基础上的。
在另一幅图上,来自美国普林斯顿大学的天文学家们则展示出了约六十 多万个星系。 质量小一些的恒星主要演化成白矮星,质量比较大的恒星则有可能形成中子星。 而根据科学家的计算,中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。 如果超过了这个值,那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了,从而引发另一次大坍缩。