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宇宙隨時間怎樣演化

發布時間: 2022-04-23 13:45:11

① 宇宙的演化過程分為哪幾個階段

4個。

1、宇宙的創生

爆炸開始時,物質只能以基本粒子的形式存在,如中子、質子、電子、光子和中微子。爆炸後宇宙的膨脹導致了溫度和密度的迅速下降。隨著溫度的降低和冷卻,原子、原子核和分子逐漸形成並化合成正常氣體。氣體逐漸凝結成星雲,進一步形成各種恆星和星系,最終形成了今天看到的宇宙。

2、不斷膨脹

暗能量占宇宙物質總量的74%。它是宇宙加速膨脹背後的驅動力。宇宙的膨脹過程是在陰陽互鎖兩種互鎖力的平衡中進行的。其中一種力是重力,它減慢了膨脹,另一種力是暗能量,它加速了宇宙的膨脹。

3、加速膨脹

研究人員計算了當前宇宙的膨脹率,即所謂的哈勃常數,大約為每秒73.2公里。每百萬秒的間隔相當於326萬光年,因此星系與地球之間每百萬秒,其離地球的速度就增加73.2千米每秒。這意味著在98億年內,宇宙物體之間的距離將增加一倍。

4、宇宙的結局

熱力學定律不會讓宇宙獲得永生,新的恆星無法繼續形成時,宇宙抵達熱寂平衡點,宇宙的狀態如同誕生之初的那一碗湯狀時空。


(1)宇宙隨時間怎樣演化擴展閱讀:

目前的宇宙理論認為宇宙可能是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,則生活在宇宙的「表面」。

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%。

② 宇宙怎麼形成和演變的

大約在150億年前,宇宙所有的物質都高度密集於一個很小、溫度極高、密度極大的原始火球,後來原始火球發生了大爆炸,物質開始向外大膨脹,就形成了今天我們看到的宇宙。在這150億年中先後誕生了星系團、黑洞和星系等。

「大爆炸宇宙論」提出宇宙常常是周而復始地從誕生至消亡,再誕生、再消亡的輪回。按照宇宙誕生後就急速擴大的宇宙模型,可以計算出宇宙的年齡為130億年。這就是說,從地球到宇宙「盡頭」的距離,理論上應是130億光年。

科學研究發現,宇宙不是永恆的,而是在不斷地膨脹中。宇宙的不平衡現象最早是由一位德國的醫生發現的,他在夜空觀察星星時發現,每個星球間的距離並沒有因萬有引力而彼此靠近。那麼,在星球之間必定存在另一種力量抵消了它們之間的萬有引力,他就把這現象假設為宇宙在不斷地膨脹。

科學家發現宇宙中存在紅移現象,即遠距離星球射向地球的光以紅光為多,近距離的則以紫光為主。這一現象說明了這些星球在遠離地球,接著愛因斯坦提出了廣義相對論,他提出加速度不等於零的理論,其中就包含了宇宙膨脹的學說。1931年美國天文學家利用先進的天文望遠鏡發現,在銀河系外仍有很多星系,並且在不斷地膨脹,至此才使得宇宙膨脹的理論得到證實。

熱大爆炸宇宙學,這種學說認為,宇宙膨脹是按「絕熱」的方式進行,即宇宙是從熱至冷演變的。在宇宙早期,輻射和物質的密度都很高,光子被物質吸收或散射,然後物質發射出光子,輻射和物質頻繁地相互作用,當宇宙溫度下降時,質子與電子結合成氫原子對輻射的吸收減少,物質跟輻射不再相互作用,光子便可以在空間自由穿行。微波背景輻射的發現,有力地支持了熱爆炸宇宙模型,因此,熱大爆炸宇宙學得到了大多數科學家的認同。

暴脹宇宙學,這個學說是美國科學家古思、溫伯格和威爾茨克3人於1979年至1981年提出的。這個學說認為,在大爆炸後不到10秒至35秒的瞬間,宇宙迅速膨脹,故稱為暴脹。暴脹後體積增大了1043倍。這種學說還認為引力強度會導致宇宙膨脹速率減慢。當暴脹階段終了,宇宙過渡至今天的平緩狀態,物質分布不均勻現象便產生了。

在太陽系中存在著來自地球之外的人造天體。1961年,法國學者雅克?瓦萊發現了一顆運行方向與其他衛星相反的地球衛星,這顆來歷不明的衛星被命名為「黑色騎士」。科學家研究發現,「黑色騎士」可能是一艘由於內部爆炸而變成10塊碎片的外星太空船的殘骸。

宇宙

③ 為什麼宇宙隨時間演化

宇宙隨時間演化
根據大爆炸宇宙學模型的觀點,宇宙150億年的演化過程分為三個階段。大爆炸的整個過程大致是這樣的:大約150億年前,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。突然,這個體積無限小的點在四大皆空的「無」中爆炸了,時空從這一刻開始,物質和能量也由此產生,這就是宇宙創生的大爆炸。人們將大爆炸的瞬間定作宇宙年齡「零」時。

④ 簡述宇宙的形成和演化過程.

天道循環往復,有無相生。

《有無相生》

人們莫不認為,一切都有開端。所以,古今無數智者哲人,冥思苦索,都想弄明白:宇宙究竟是怎樣誕生的?

若不能悟透「有無相生」,則無法看清一切存在的最初面貌。如此,唯有請「上帝」出來開天闢地,才能解釋:為什麼我們能夠存在?

但是,「上帝」可以出場,卻不能圓場:這偉大的宇宙的締造者,又是怎樣誕生的?誕生其的道體(指一切存在的統稱,亦可特指某一具體的存在),又從何而來?

——這思路,恰似環形跑道;無論是誰,都找不到路的盡頭。若執迷不悟,便終無出路。

文不在多,以精為貴。

反者道之動,弱者道之用——只此一句,便是《道德經》的核心所在,也是人類智慧最為高貴的結晶。

任何事物,有始必有終,無終必無始。天道(指宇宙的衍化)循環往復:如此,沒有終結;當然,也不會有開端。

可借時間加以說明:對人類而言,日復一日,年復一年;每日每年,都有始有終;但日日年年,無始無終。並且,上一日(年)的終點,便是下一日(年)的起點。

古人有副對聯,可謂言簡意深:年年年頭接年尾;月月月圓逢月缺。

至陰即至陽,至無即至有——可以說,這是天地間最為深奧的道理;即便是我,也只知其然,而不知其所以然。

宇宙生了又亡,亡了又生。其生亡無始無終——但是,它每一輪的生亡,都有始有終。

所以,宇宙第一次衍生(指特定道體剛經其它道體釋放,或由其它道體構成,從「不存在」衍化為「存在」,可簡稱為生)時的情況,我們不必冥思;它最後一次消亡(指特定道體的構成發生質變,由「存在」衍化為「不存在」,成為其它道體,可簡稱為亡)時的景象,也無須苦想——這所謂的「第一次」或「最後一次」,並不存在。

我們能夠考慮的,便是宇宙每一輪由生而亡的衍化(指特定道體由生而亡的變化)。

《道德經》有雲:「天下萬物生於有,有生於無。」

《莊子》有雲:「萬物出乎無有。有不能以有為有,必出乎無有。而無有一無有;聖人藏乎是。」

本來無一物,何處惹塵埃?道體最初的面貌,即為一無所有的狀態——當然,一無所有,便是無所不有。

古人所說的「混沌」,即是陰陽一體、有無不分的狀態。其至陰亦至陽,至無亦至有——這正是道體每一輪衍化的起點;當然,也是終點。

藉助數學,可以更好地理解天道學(指人類對於天道的領悟與認識)。無窮大(∞)與無窮小(0),兩者在數軸上,對應著同一位置。

我們所說的「有」「無」,其內涵,便是道能(指能量和道律的合體,亦可特指某一具體的、能量和道律的合體;可將其僅視為能量來理解)或能量。

陽極,是蘊含無窮多道能的道體;陰極,是沒有蘊含任何道能的道體。陽極與陰極的合體(指由陰陽兩道體融合形成的道體),是為太極。

《道德經》有雲:「有物混成,先天地生。」陰陽兩極混融(指兩道體絕對混合均勻,融為一體,不分彼此)而成的道體,是為無極(亦即混沌)。此時,陰陽兩極尚未分離,既可說其存在,亦可說其不存在。而後,陰陽兩極相互分離,無極衍化為太極。

《道德經》有雲:「道可道,非恆道;名可名,非恆名。」任何道體,皆非永恆;生長衰亡,唯變不變。所以,嚴謹說來:當下之我,非昔時之我;明朝之物,非今夕之物。

古希臘哲學家赫拉克利特說過:「人不能兩次踏進同一條河流。」——這的確是至理名言;但是,若我們始終以如此理念,來審視世界,則不能認識任何事物。

所以,要想論述我與物,必須舍其小而就其大,執其不變而論其變。

太極一如無極,亦即生即亡。陽極在衍生的同時,便發生均解(指特定道能消亡,並均勻地分解為若干全同道能(指完全相同的道能));而均解的發生,將伴隨道能的消減(指特定道體所蘊含的能量或(和)道律的強度降低),使得極少量源於陽極的道能,歸終(指來源於陽極的道能,消亡歸於陰極(陰沌))於陰極。

所有來源於陽極,且未歸終於陰極(陰沌)的道能的統稱,是為宇宙。接納來自陽極的道能後的陰極,是為陰沌。

顯然,宇宙,是陽極消亡後的遺物;陰沌,是陰極消亡後的遺物。宇宙和陰沌,一如陽極與陰極,對立而統一,均同生同亡;兩者的合體,是為沌宙。

宇宙衍生後,所蘊含的道能將逐漸消減,最終盡數歸於陰沌。

當所蘊含的道能全部歸終時,宇宙便衍化為陰極;同時,來源於陽極的全部道能,皆被陰沌接納,後者便衍化為陽極——此即陰陽互化,有無相生。

完成相互轉化的同時,陰陽兩極混融,歸根(指某一道體消亡,並轉化為另一道體,且後者可衍生前者)於無極,進而開啟新一輪的衍化。

道體的每一輪始於無極、復終於無極的衍化,是為道輪。顯然,道輪無窮無盡;而每一輪的道輪,都有始有終。並且,不同的道輪,都上演著相同的衍化——彷彿循環放映著同一部電影。

《道德經》有雲:「道生一,一生二,二生三,三生萬物。」其「一」,即無極;「二」,即太極;「三」,即宇宙。

無極衍生太極,太極衍生沌宙,沌宙歸根太極,太極歸根無極:如此循環往復,永無窮盡。

⑤ 宇宙的命運是被哪兩種東西決定的,宇宙時間是什麼樣的

我們都了解,黑洞存在於宇宙中孤立的區域,黑洞的引力是導致宇宙塌縮的力量的微縮版,這種力量就是暗物質。暗物質就是科學家所謂的宇宙膠水。當暗物質的引力為正向時,會吸引其他物體。但同時,還有另外一種東西,那就是暗能量,它有負向排斥作用,推動星系互相遠離。

暗物質的存在對宇宙中的空氣來說是聚焦點,是物質結合在一起,這就是銀河系在宇宙膨脹的同時如何演化成小物質融合成大物質,引力的正向構造效力。如果這就是宇宙中唯一的力量,並且宇宙會在將來的某一刻停止膨脹,並且宇宙最終也會停止崩塌,那麼引力最終會使膨脹停止,並將宇宙來回進入大收縮。



宇宙開始於某一數量的物質,我們在嘗試弄清楚有多少能量在那裡,我們已經知道宇宙在膨脹中,它隨著時間的變化而向外移動。我們還知道宇宙的膨脹正在加速,但是我們不知道這種加速時在變慢還是變快。為了了解宇宙的膨脹速度,我們不得不先知道還有多少暗能量在那裡,有多少物質在那裡。

宇宙的歷史就是暗物質和暗能量之間的一場戰斗,這兩種物質相對立。所以宇宙的歷史以及宇宙最後的命運就取決於這兩種物質之間的競爭。




⑥ 【天文*理論】宇宙的演化過程,分為哪幾個階段

大爆炸之前的宇宙是什麼樣子?通過廣義相對論將宇宙的膨脹進行時間反演,可得出宇宙在過去有限的時間之前曾處於一個密度、溫度、引力、時空曲率都無限大的.狀態。這一狀態被稱為奇點,奇點的存在意味已知的所有物理定律都無法適用,它常被用來作為廣義相對論失效的證明。未來,超弦理論也許可以解釋奇點、黑洞...

宇宙從誕生到現今,大致經過可以分為3個階段:初始階段、輻射為主階段與實物為主階段。大概情況如下:(1)初始階段。大約在100億年前,原始火球開始大爆炸(用「大爆炸」這個詞,只不過為了形容當時宇宙演化的劇烈,不能把它想像為像一顆炸彈那樣的爆炸,因為宇宙是沒有中心的)。當時的溫度極高,達到1012開(1萬億開)。那時宇宙的主要成分是光子、正反μ介子、正負電子、正反中微子和極少量的質子、中子等。溫度迅速降低,正反μ介子開始湮滅。溫度降至1011開以下,中子開始衰變為質子。爆炸後1秒鍾,溫度就降到1010開(100億開),此時,正負電子開始湮滅。宇宙的主要成分只有光子、中微子和極少量的穩定粒子。這里的所謂極少量是與爆炸初期的各種粒子總數相比而言的,實際上今天的宇宙也就是這些穩定的粒子(電子、中子、質子)組成的。在第1秒末的時候,宇宙的尺度還很小,大約只有5光年,但是物質和能量的密度卻很大。尤其是光子和中微子的能量按當時的溫度來算更高。隨著宇宙的膨脹,它們都在迅速地降低。按照熱輻射的性質,輻射的波長愈長,相應的溫度就愈低,那麼可以推知,宇宙的溫度和它的尺度成反比。宇宙膨脹得愈大,它的溫度愈低。這個規律在宇宙演化的各個階段,都是存在的。(2)輻射為主階段。在大爆炸後1分鍾,溫度由1010開降到105開時,宇宙的尺度相應地膨脹了105倍。最後達到50萬光年左右的階段,稱為輻射為主階段。開始時,溫度保持在109開(10億開)以上,質子和中子可以通過一系列的核反應產生出氘核和氦核,即化學元素開始形成。計算出質子比中子多6~7倍,到宇宙時3分鍾時,氦的豐度穩定在30%左右。元素的合成到30分鍾末尾就基本停止了,這時產生了大量的氫與氦,成為現今宇宙的主要成分,同時也產生了其他的一些輕元素。(3)實物為主階段。宇宙溫度降到105開以下,實物的平均密度超過了輻射的質量密度,宇宙的演化就開始進入了物質時期。這個階段一直延續到現在,又可分為前後兩階段。開始時,在宇宙年齡小於70萬年,溫度高於3000開的前段,由於溫度仍然很高,實物粒子都在高速運動著,自由電子、光子也在快速運動,互相碰撞,互相混雜成均勻的混合狀態,因此,這時期宇宙物質仍然處於嚴格均勻、各向同性狀態。同時光子和電子經常發生碰撞,無法順利地穿透宇宙空間,所以大爆炸至此,宇宙都是不透明的。在溫度降到3000開以下時為後一階段,隨著溫度下降,物質粒子的能量愈來愈小,電子的能量也變小了,只能與正電荷結合成中性質子。宇宙間失去了大量的電子,光子不再受到自由電子的強烈散射,宇宙就開始變得透明了。從此以後,實物和輻射之間基本上分開了(或叫「退耦」),互不幹擾。實物就可能發生非均勻性擾動或漲落,而分裂成團塊,然後在引力作用下,逐漸聚集成各種層次的天體。在宇宙誕生109年(10億年)左右時,星系開始形成。在40億年左右時,第一代恆星形成。在宇宙誕生後150億年左右,行星形成。太陽這顆典型的恆星,從日珥光譜觀測得出氦的豐度為0.38,而從太陽風粒子流的觀測,推算出氦的豐度為0.20。恆星內部的氦的豐度利用赫—羅圖去推算,其值在0.24~0.33,都符合大爆炸宇宙模型。大爆炸宇宙模型在下列幾個方面得到科學的證實。(1)星系退行,表明宇宙是在不斷地膨脹著的。(2)從大爆炸至今,宇宙間還應該有剩餘的熱,其溫度約為3開。1965年美國天文學家彭齊亞斯和威爾遜發現了微波背景輻射的溫度約3開,證實了這一點。(3)按大爆炸宇宙學的推算,宇宙間氦的含量應為30%左右,已為觀測所證實。(4)用許多方法測定的不同天體的年齡,都與用哈勃定律推算的宇宙年齡相符。太陽的年齡是46億年。最古老的球狀星團的年齡,也小於宇宙年齡200億年。正是由於有這些觀測事實,所以大爆炸宇宙模型得到廣大科學家的青睞,這個模型也常稱為標准宇宙模型。但是,大爆炸宇宙模型仍然存在不少問題。譬如說,宇宙物質是由熱到冷的演化過程,但熱的物質怎麼能凝聚為星系與恆星呢?還有起點(奇點)的問題。「宇宙蛋」實際上是一個奇點。所有物質和時間都縮到一個點,一個幾何學上的點。宇宙就可從這么一個奇點爆炸產生,在物理學上難以接受。此外,還有近年來的一些空間觀測事實,用標准宇宙模型也難以解釋。

⑦ 宇宙的演化是如何的

宇宙是如何起源的?空間和時間的本質是什麼?這是從2000多年前的古代哲學家到現代天文學家一直都在苦苦思索的問題。經過了哥白尼、赫歇爾、哈勃的從太陽系、銀河系、河外星系的探索宇宙三部曲,宇宙學已經不再是幽深玄奧的抽象哲學思辯,而是建立在天文觀測和物理實驗基礎上的一門現代科學。 目前來說,最為普遍的是「大爆炸宇宙論」是1927年由比利時數學家勒梅特提出的。但是,宇宙大爆炸僅僅是一種學說,是根據天文觀測研究後得到的一種設 想。 大約在150億年前,宇宙所有的物質都高度密集在一點,有著極高的溫度,因而發生了巨大的爆炸。大爆炸以後,物質開始向外大膨脹,就形成了今天我們看到的宇宙。大爆炸的整個過程是復雜的,現在只能從理論研究的基礎上,描繪過去遠古的宇宙發展史。在這150億年中先後誕生了星系團、星系、我們的銀河系、恆星、太陽系、行星、衛星等。現在我們看見的和看不見一切天體和宇宙物質,形成了當今的宇宙形態,人類就是在這一宇宙演變中誕生的。 科學家認為它起源為137億年前之間的一次難以置信的大爆炸。這是一次不可想像的能量大爆炸,宇宙邊緣的光到達地球要花120億年到150億年的時間。大爆炸散發的物質在太空中漂游,由許多恆星組成的巨大的星系就是由這些物質構成的,我們的太陽就是這無數恆星中的一顆。原本人們想像宇宙會因引力而不再膨脹,但是,科學家已發現宇宙中有一種 「暗能量」會產生一種斥力而加速宇宙的膨脹。 大爆炸後的膨脹過程是一種引力和斥力之爭,爆炸產生的動力是一種斥力,它使宇宙中的天體不斷遠離;天體間又存在萬有引力,它會阻止天體遠離,甚至力圖使其互相靠近。引力的大小與天體的質量有關,因而大爆炸後宇宙的最終歸宿是不斷膨脹,還是最終會停止膨脹並反過來收縮變小,這完全取決於宇宙中物質密度的大小。 理論上存在某種臨界密度。如果宇宙中物質的平均密度小於臨界密度,宇宙就會一直膨脹下去,稱為開宇宙;要是物質的平均密度大於臨界密度,膨脹過程遲早會停下來,並隨之出現收縮,稱為閉宇宙。 問題似乎變得很簡單,但實則不然。理論計算得出的臨界密度為5×8^-30克/厘米3。但要測定宇宙中物質平均密度就不那麼容易了。星系間存在廣袤的星系間空間,如果把目前所觀測到的全部發光物質的質量平攤到整個宇宙空間,那麼,平均密度就只有2×10^-31克/厘米3,遠遠低於上述臨界密度。 然而,種種證據表明,宇宙中還存在著尚未觀測到的所謂的暗物質,其數量可能遠超過可見物質,這給平均密度的測定帶來了很大的不確定因素。因此,宇宙的平均密度是否真的小於臨界密度仍是一個有爭議的問題。不過,就目前來看,開宇宙的可能性大一些。 恆星演化到晚期,會把一部分物質(氣體)拋入星際空間,而這些氣體又可用來形成下一代恆星。這一過程中氣體可能越來越少(並未確定這種過程會減少這種氣體。)。以致於不能再產生新的恆星。10^14年後,所有恆星都會失去光輝,宇宙也就變暗。同時,恆星還會因相互作用不斷從星系逸出,星系則則因損失能量而收縮,結果使中心部分生成黑洞,並通過吞食經過其附近的恆星而長大。(根據質能守恆定律,形成恆星的氣體並不會減少而是轉換成其他形態。所以新的恆星可能會一直產生.) 10^17~10^18年後,對於一個星系來說只剩下黑洞和一些零星分布的死亡了的恆星,這時,組成恆星的質子不再穩定。10^32年後,質子開始衰變為光子和各種輕子。10^71年後,這個衰變過程進行完畢,宇宙中只剩下光子、輕子和一些巨大的黑洞。 10^108年後,通過蒸發作用,有能量的粒子會從巨大的黑洞中逃逸出。宇宙將歸於一片黑暗。這也許就是開宇宙「末日」到來時的景象,但它仍然在不斷地、緩慢地膨脹著。(但質子是否會衰變還未得到結論,因此根據質能守恆定律。宇宙中的質能會不停的轉換。)閉宇宙的結局又會怎樣呢?閉宇宙中,膨脹過程結束時間的早晚取決於宇宙平均密度的大小。如果假設平均密度是臨界密度的2倍,那麼根據一種簡單的理論模型,經過400~500億年後,當宇宙半徑擴大到目前的2倍左右時,引力開始占上風,膨脹即告停止,而接下來宇宙便開始收縮。 以後的情況差不多就像一部宇宙影片放映結束後再倒放一樣,大爆炸後宇宙中所發生的一切重大變化將會反演。收縮幾百億年後,宇宙的平均密度又大致回到目前的狀態,不過,原來星系遠離地球的退行運動將代之以向地球接近的運動。再過幾十億年,宇宙背景輻射會上升到400開,並繼續上升,於是,宇宙變得非常熾熱而又稠密。 在坍縮過程中,星系會彼此並合,恆星間碰撞頻繁。 宇宙大爆炸至今已有約200億年的歷史,時至今日。宇宙目前正處於繁星期中期。在這個時期,恆星和星系保持較高的能量,因此夜空中呈現一片繁星閃爍的景象。天文學認為,太陽是一個已經45億歲的黃矮星。再過數十億年以後,當它的能量逐漸消耗完的時候,它將先衰變為紅巨星,然後進一步變成白矮星。這時候的太陽只有地球一般大小,而且由於它散發出的巨在熱量,它將使地球上的一切生命無法存在,那時人類將不得不在宇宙中另尋棲身之地。有一種叫做紅矮星的恆星不會衰變成紅巨星,但它們的燃料也只能維持10萬億年。當紅矮星最後也開始逐漸黯淡下去的時候,宇宙就開始進入衰落期。
衰落期 亞當斯等人認為,宇宙的衰落期將從距今1000億年以後開始。在這個時期,宇宙中到處都是失去燃料的星體殘骸,它們包括白矮星、褐矮星、中子星和黑洞。這個時期的一個特點是,原來巨大的恆星坍塌到相對較小的空間之內,可能只有原來恆星的核心部分那麼大。由於這些物質無法再利用氫為原料進行核聚變,因此它們完全失去了光輝。這時的次原子微粒也失去了以往的物理特性。 在衰落期,星系開始逐漸解體。衰變的星體相互碰撞,一些將從此漫遊於廣闊原星際空間,一些便滑向星系的中心部分。在此過程中,一此星體殘骸將被黑洞吞噬,而兩顆褐矮星也有可能相撞形成新星。這時宇宙中的文明將不得不適應衰落期的現實,而新的生命將不會自動產生。研究人員通過計算發現,衰落期的白矮星將吸收宇宙中游離的「弱相互作用質量微粒」,這一過程將給黯淡的宇宙增添一絲熱量。
黑洞期 恆星的殘骸開始解體,這時宇宙的演變將慢慢進入黑洞期。衰落期終結時光子開始喪失(光子存在於每一個電之之中),光子的喪失將導致白矮星和中子星的解體,使宇宙中絕大部分質量轉化為能量,同時標志著衰落期的結束。隨著光子從電子中逃逸出來,一切以碳為基礎的生命將不能在宇宙中繼續生存。由於黑洞具有極大的引力,它能將一切靠近它的物質吸引到其中而成為它的一部分。但根據量子力學理論,黑洞的周圍部分也會損失一些能量。這些微小的損失在經典物理學中幾乎可以忽略不計,但經過億萬年的過程,黑洞最終也逃脫不了解體的結局。
黑暗期 黑暗期是指整個宇宙處於一片黑暗。亞當斯等天文學家們認為,當宇宙中最後一個黑洞也煙消雲散之後,整個宇宙的景像是茫茫宇宙陷入一片黑暗,所有的星星早已燃燒殆盡,一切有機生命形式都歸於沉寂,黑暗之中僅存的是由一些基本粒子構成的薄雲。一片由正電子、負電子、光子和中微子組成的雲霧散布在無邊無際的時空當中。在大約100個宇宙年代(10的100次方年)之後,光的波長將變得相當長,亮度也變得相當暗,那時的宇宙將成為一個當今人們無法了解的世界。
這幅由亞當斯和勞林描繪的圖畫,也許是目前人們能得到的關於宇宙終結的最具體的描述。

⑧ 宇宙是什麼時候、如何形成的

宇宙,是所有天體共同的家園。但宇宙是什麼時候、如何形成的?千百年來,一直是人類探討的話題,並隨著人類文明的進步和科學技術的發展而逐步加深。20世紀初期,人們開始科學地探討宇宙的起源,科學家提出了“宇宙大爆炸理論”。今日之宇宙是在大約150億年前發生的一次無比壯觀的大爆炸中形成的。

20世紀以來,有兩種“宇宙模型”比較有影響。一是穩態理論,它認為宇宙在大尺度上的物質分布和物理性質是不隨時間變化的,是穩恆不變的。不僅在空間上是均勻的,各向同性的,而且在時間上也是穩定的。另一類叫演化態模型,它認為宇宙在大尺度上的物質分布和物理性質是隨時間在變化的。1917年,愛因斯坦運用他剛創立的廣義相對論建立了一個靜態、有限、無界的宇宙模型,奠定了現代宇宙學的基礎。但在眾多的宇宙模型中,目前影響較大的是熱大爆炸宇宙學說。

紅移在物理學和天文學領域,指物體的電磁輻射由於某種原因波長增加的現象。在可見光波段,表現為光譜的譜線朝紅端移動了一段距離,即波長變長、頻率降低;相反的,波長變短、頻率升高的現象則被稱為藍移,通常認為它是多普勒效應所致,即當一個波源(光波或射電波)和一個觀測者互裙快速運動時所造成的波長變化。

⑨ 宇宙是如何演變的

這要從宇宙的起源說起。宇宙起源於宇宙大爆炸,138億年前,有一個存在又不存在的點,一個質量無限大、密度無限大、溫度無線高的點,也就是我們熟知的奇點。奇點是無法用現代的物理公式計算的,一切物理定律在奇點都是無效的,而這個神奇的奇點在138億年前發生了爆炸,並在極短時間內急速膨脹。有多急速呢?每一億億億分之一秒,空間就擴展一億億億倍,打個比方就是,宇宙在不到一億億億分之一秒的時間內,從一個氫原子的大小擴展到了棒球的大小,又在同樣的時間內,從一個高爾夫球的大小,擴展到地球的大小!這個時期的宇宙是「暴脹」的狀態。

綜上所述,宇宙的演變過程大致為:奇點爆炸-高溫暴脹-高溫混沌-冷卻有序-原始星系-現代宇宙。

——以上內容摘自米萊童書《生命簡史》

⑩ 宇宙是怎樣演化的

宗教用創世說來回答這個問題,科學總是用不斷演化著的知識來解釋這個問題。在近代,康德和拉普拉斯依據牛頓力學,提出了太陽系演化的星雲說。今天看來,他們的理論是相當膚淺的假說。20世紀關於恆星演化的理論是以核物理為基礎的,而且人們試圖了解整個宇宙的演化。

19世紀德國人奧伯斯提出的光度佯謬提醒人們:夜晚的天空總是黑暗的,任何宇宙模型都必須滿足使夜空黑暗的條件。德國人西利格提出的引力佯謬則要求,必須假定宇宙有一定的結構,天體應該是非均勻分布的,否則地球受到的引力就不是穩定的。正是在這樣的前提下,1917年,愛因斯坦根據廣義相對論,導出了一個體積有限但沒有邊界的「愛因斯坦宇宙」。這是一個有物質無運動的靜態宇宙。同年,荷蘭人德西特提出了一個有運動無物質的空虛宇宙模型,它不斷膨脹著,被稱為「德西特宇宙」。

1922年,前蘇聯人弗里德曼根據愛因斯坦的引力場方程式推論出,空間的幾何特性如果是平直的,就得到一個不斷膨脹的宇宙;如果是凸面的,就得到一個膨脹和收縮輪換的封閉宇宙;如果是凹面的,就得到一個膨脹著的敞開宇宙。1927年,比利時人勒梅特研究了「弗里德曼宇宙」,提出了大尺度空間隨時間膨脹的概念,建立了「勒梅特膨脹宇宙」模型。1929年哈勃提出哈勃關系式後,英國人愛丁頓最先把它與宇宙膨脹說聯系起來,認為宇宙膨脹說得到了天文觀測的證實。

弗里德曼和勒梅特的宇宙膨脹著,而膨脹總是從物質密度無窮大開始的。1932年,勒梅特在他的模型的基礎上,提出了一個宇宙演化學說,認為整個宇宙的物質最初集中在一個超原子宇宙蛋里,後來發生猛烈爆炸,碎片向四面八方散開,形成了今天的宇宙。但他當時還沒有足夠的核物理學知識來描述爆炸後宇宙演化的具體過程和細節。另外,勒梅特當時還低估了宇宙的年齡。

1948年,蓋莫夫完善了勒梅特的理論,提出了系統的大爆炸宇宙學說,大爆炸學說提出後經過一些天文學家的完善,把宇宙生存的時間追溯到約200億年前。據說,宇宙蛋爆炸前沒有時間存在,爆炸後經歷了普朗克時代、大統一時代、強子時代、輕子時代、核合成時代、物質時代、復合時代等,然後宇宙開始透明,逐漸形成星系和星系團、恆星和恆星系。在太陽系形成之後,它中間的一顆行星地球,變成了生命的搖籃……

大爆炸宇宙論預言,宇宙爆炸後必定還存在著背景輻射。1964年,美國貝爾電話公司的彭齊亞斯和威爾遜發現了相當於3.5K度物體的輻射,各向同性,沒有季節變化,被認為只能是一種宇宙背景輻射。這一發現被認為是宇宙大爆炸後的殘余背景輻射,成了支持大爆炸宇宙論證據之一。

大爆炸宇宙論所描述的宇宙時代,包含氫核合成氦的時代。根據這種理論估計,目前宇宙中殘存的氦豐度為24.6%左右。目前射電天文學家在整個銀河系內和許多近鄰星系中都發現了氦,甚至在更遙遠的天體中也探測到了氦。在所有發現氦的場合下,有力的證據表明,無論在哪裡,只要有1個氦核便有10個氫核,既不過多也不太少。宇宙中這種氦豐度,亦被視為大爆炸宇宙論的有力證據。

盡管如此,大爆炸宇宙論還不是一個完善的理論,它還不能從物理學的觀點來說明宇宙初始的條件,也不能有把握地預言宇宙的終結。某些天文學家認為,被用來說明宇宙膨脹的星光譜線紅移,可能是由於光在旅途中損失了能量後造成的,因而提出了疲勞光宇宙論。除此之外,有人還提出了穩恆態宇宙、星系和反星系宇宙、收縮宇宙、冷宇宙等模型。

顯然,大爆炸宇宙論很像是一種物理學的神話,因為它完全是根據現有的物理學知識來解釋宇宙演化的。而在物理領域本身還有許多未解之謎,例如,原子核物理學至今還沒有進入誇克禁閉的大門,人類對暗物質和反物質還知之甚少。人們在期待著新物理學的誕生。在這種情況下,我們大概只能說,大爆炸宇宙論是目前最好的一種宇宙演化理論。20世紀的宇宙學家們還不能預見最終的宇宙理論。

在一定意義上,人類對宇宙演化過程的研究,主要是為了滿足人類探索宇宙從何處來的需要。這有益於精神世界的豐富,但並不能直接為現實的生產活動服務。