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宇宙随时间怎样演化

发布时间: 2022-04-23 13:45:11

① 宇宙的演化过程分为哪几个阶段

4个。

1、宇宙的创生

爆炸开始时,物质只能以基本粒子的形式存在,如中子、质子、电子、光子和中微子。爆炸后宇宙的膨胀导致了温度和密度的迅速下降。随着温度的降低和冷却,原子、原子核和分子逐渐形成并化合成正常气体。气体逐渐凝结成星云,进一步形成各种恒星和星系,最终形成了今天看到的宇宙。

2、不断膨胀

暗能量占宇宙物质总量的74%。它是宇宙加速膨胀背后的驱动力。宇宙的膨胀过程是在阴阳互锁两种互锁力的平衡中进行的。其中一种力是重力,它减慢了膨胀,另一种力是暗能量,它加速了宇宙的膨胀。

3、加速膨胀

研究人员计算了当前宇宙的膨胀率,即所谓的哈勃常数,大约为每秒73.2公里。每百万秒的间隔相当于326万光年,因此星系与地球之间每百万秒,其离地球的速度就增加73.2千米每秒。这意味着在98亿年内,宇宙物体之间的距离将增加一倍。

4、宇宙的结局

热力学定律不会让宇宙获得永生,新的恒星无法继续形成时,宇宙抵达热寂平衡点,宇宙的状态如同诞生之初的那一碗汤状时空。


(1)宇宙随时间怎样演化扩展阅读:

目前的宇宙理论认为宇宙可能是类似马鞍状的负弯曲形状,该理论源于宇宙大爆炸理论,整个宇宙的外形如同一个吹起的气球,则生活在宇宙的“表面”。

同时,科学家也认为宇宙是平坦的,根据美国宇航局的调查,宇宙可能是平坦的,2013年的调查发现如果宇宙是平坦的,那么误差只有0.4%。

② 宇宙怎么形成和演变的

大约在150亿年前,宇宙所有的物质都高度密集于一个很小、温度极高、密度极大的原始火球,后来原始火球发生了大爆炸,物质开始向外大膨胀,就形成了今天我们看到的宇宙。在这150亿年中先后诞生了星系团、黑洞和星系等。

“大爆炸宇宙论”提出宇宙常常是周而复始地从诞生至消亡,再诞生、再消亡的轮回。按照宇宙诞生后就急速扩大的宇宙模型,可以计算出宇宙的年龄为130亿年。这就是说,从地球到宇宙“尽头”的距离,理论上应是130亿光年。

科学研究发现,宇宙不是永恒的,而是在不断地膨胀中。宇宙的不平衡现象最早是由一位德国的医生发现的,他在夜空观察星星时发现,每个星球间的距离并没有因万有引力而彼此靠近。那么,在星球之间必定存在另一种力量抵消了它们之间的万有引力,他就把这现象假设为宇宙在不断地膨胀。

科学家发现宇宙中存在红移现象,即远距离星球射向地球的光以红光为多,近距离的则以紫光为主。这一现象说明了这些星球在远离地球,接着爱因斯坦提出了广义相对论,他提出加速度不等于零的理论,其中就包含了宇宙膨胀的学说。1931年美国天文学家利用先进的天文望远镜发现,在银河系外仍有很多星系,并且在不断地膨胀,至此才使得宇宙膨胀的理论得到证实。

热大爆炸宇宙学,这种学说认为,宇宙膨胀是按“绝热”的方式进行,即宇宙是从热至冷演变的。在宇宙早期,辐射和物质的密度都很高,光子被物质吸收或散射,然后物质发射出光子,辐射和物质频繁地相互作用,当宇宙温度下降时,质子与电子结合成氢原子对辐射的吸收减少,物质跟辐射不再相互作用,光子便可以在空间自由穿行。微波背景辐射的发现,有力地支持了热爆炸宇宙模型,因此,热大爆炸宇宙学得到了大多数科学家的认同。

暴胀宇宙学,这个学说是美国科学家古思、温伯格和威尔茨克3人于1979年至1981年提出的。这个学说认为,在大爆炸后不到10秒至35秒的瞬间,宇宙迅速膨胀,故称为暴胀。暴胀后体积增大了1043倍。这种学说还认为引力强度会导致宇宙膨胀速率减慢。当暴胀阶段终了,宇宙过渡至今天的平缓状态,物质分布不均匀现象便产生了。

在太阳系中存在着来自地球之外的人造天体。1961年,法国学者雅克?瓦莱发现了一颗运行方向与其他卫星相反的地球卫星,这颗来历不明的卫星被命名为“黑色骑士”。科学家研究发现,“黑色骑士”可能是一艘由于内部爆炸而变成10块碎片的外星太空船的残骸。

宇宙

③ 为什么宇宙随时间演化

宇宙随时间演化
根据大爆炸宇宙学模型的观点,宇宙150亿年的演化过程分为三个阶段。大爆炸的整个过程大致是这样的:大约150亿年前,宇宙内的所存物质和能量都聚集到了一起,并浓缩成很小的体积,温度极高,密度极大。突然,这个体积无限小的点在四大皆空的“无”中爆炸了,时空从这一刻开始,物质和能量也由此产生,这就是宇宙创生的大爆炸。人们将大爆炸的瞬间定作宇宙年龄“零”时。

④ 简述宇宙的形成和演化过程.

天道循环往复,有无相生。

《有无相生》

人们莫不认为,一切都有开端。所以,古今无数智者哲人,冥思苦索,都想弄明白:宇宙究竟是怎样诞生的?

若不能悟透“有无相生”,则无法看清一切存在的最初面貌。如此,唯有请“上帝”出来开天辟地,才能解释:为什么我们能够存在?

但是,“上帝”可以出场,却不能圆场:这伟大的宇宙的缔造者,又是怎样诞生的?诞生其的道体(指一切存在的统称,亦可特指某一具体的存在),又从何而来?

——这思路,恰似环形跑道;无论是谁,都找不到路的尽头。若执迷不悟,便终无出路。

文不在多,以精为贵。

反者道之动,弱者道之用——只此一句,便是《道德经》的核心所在,也是人类智慧最为高贵的结晶。

任何事物,有始必有终,无终必无始。天道(指宇宙的衍化)循环往复:如此,没有终结;当然,也不会有开端。

可借时间加以说明:对人类而言,日复一日,年复一年;每日每年,都有始有终;但日日年年,无始无终。并且,上一日(年)的终点,便是下一日(年)的起点。

古人有副对联,可谓言简意深:年年年头接年尾;月月月圆逢月缺。

至阴即至阳,至无即至有——可以说,这是天地间最为深奥的道理;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。其生亡无始无终——但是,它每一轮的生亡,都有始有终。

所以,宇宙第一次衍生(指特定道体刚经其它道体释放,或由其它道体构成,从“不存在”衍化为“存在”,可简称为生)时的情况,我们不必冥思;它最后一次消亡(指特定道体的构成发生质变,由“存在”衍化为“不存在”,成为其它道体,可简称为亡)时的景象,也无须苦想——这所谓的“第一次”或“最后一次”,并不存在。

我们能够考虑的,便是宇宙每一轮由生而亡的衍化(指特定道体由生而亡的变化)。

《道德经》有云:“天下万物生于有,有生于无。”

《庄子》有云:“万物出乎无有。有不能以有为有,必出乎无有。而无有一无有;圣人藏乎是。”

本来无一物,何处惹尘埃?道体最初的面貌,即为一无所有的状态——当然,一无所有,便是无所不有。

古人所说的“混沌”,即是阴阳一体、有无不分的状态。其至阴亦至阳,至无亦至有——这正是道体每一轮衍化的起点;当然,也是终点。

借助数学,可以更好地理解天道学(指人类对于天道的领悟与认识)。无穷大(∞)与无穷小(0),两者在数轴上,对应着同一位置。

我们所说的“有”“无”,其内涵,便是道能(指能量和道律的合体,亦可特指某一具体的、能量和道律的合体;可将其仅视为能量来理解)或能量。

阳极,是蕴含无穷多道能的道体;阴极,是没有蕴含任何道能的道体。阳极与阴极的合体(指由阴阳两道体融合形成的道体),是为太极。

《道德经》有云:“有物混成,先天地生。”阴阳两极混融(指两道体绝对混合均匀,融为一体,不分彼此)而成的道体,是为无极(亦即混沌)。此时,阴阳两极尚未分离,既可说其存在,亦可说其不存在。而后,阴阳两极相互分离,无极衍化为太极。

《道德经》有云:“道可道,非恒道;名可名,非恒名。”任何道体,皆非永恒;生长衰亡,唯变不变。所以,严谨说来:当下之我,非昔时之我;明朝之物,非今夕之物。

古希腊哲学家赫拉克利特说过:“人不能两次踏进同一条河流。”——这的确是至理名言;但是,若我们始终以如此理念,来审视世界,则不能认识任何事物。

所以,要想论述我与物,必须舍其小而就其大,执其不变而论其变。

太极一如无极,亦即生即亡。阳极在衍生的同时,便发生均解(指特定道能消亡,并均匀地分解为若干全同道能(指完全相同的道能));而均解的发生,将伴随道能的消减(指特定道体所蕴含的能量或(和)道律的强度降低),使得极少量源于阳极的道能,归终(指来源于阳极的道能,消亡归于阴极(阴沌))于阴极。

所有来源于阳极,且未归终于阴极(阴沌)的道能的统称,是为宇宙。接纳来自阳极的道能后的阴极,是为阴沌。

显然,宇宙,是阳极消亡后的遗物;阴沌,是阴极消亡后的遗物。宇宙和阴沌,一如阳极与阴极,对立而统一,均同生同亡;两者的合体,是为沌宙。

宇宙衍生后,所蕴含的道能将逐渐消减,最终尽数归于阴沌。

当所蕴含的道能全部归终时,宇宙便衍化为阴极;同时,来源于阳极的全部道能,皆被阴沌接纳,后者便衍化为阳极——此即阴阳互化,有无相生。

完成相互转化的同时,阴阳两极混融,归根(指某一道体消亡,并转化为另一道体,且后者可衍生前者)于无极,进而开启新一轮的衍化。

道体的每一轮始于无极、复终于无极的衍化,是为道轮。显然,道轮无穷无尽;而每一轮的道轮,都有始有终。并且,不同的道轮,都上演着相同的衍化——仿佛循环放映着同一部电影。

《道德经》有云:“道生一,一生二,二生三,三生万物。”其“一”,即无极;“二”,即太极;“三”,即宇宙。

无极衍生太极,太极衍生沌宙,沌宙归根太极,太极归根无极:如此循环往复,永无穷尽。

⑤ 宇宙的命运是被哪两种东西决定的,宇宙时间是什么样的

我们都了解,黑洞存在于宇宙中孤立的区域,黑洞的引力是导致宇宙塌缩的力量的微缩版,这种力量就是暗物质。暗物质就是科学家所谓的宇宙胶水。当暗物质的引力为正向时,会吸引其他物体。但同时,还有另外一种东西,那就是暗能量,它有负向排斥作用,推动星系互相远离。

暗物质的存在对宇宙中的空气来说是聚焦点,是物质结合在一起,这就是银河系在宇宙膨胀的同时如何演化成小物质融合成大物质,引力的正向构造效力。如果这就是宇宙中唯一的力量,并且宇宙会在将来的某一刻停止膨胀,并且宇宙最终也会停止崩塌,那么引力最终会使膨胀停止,并将宇宙来回进入大收缩。



宇宙开始于某一数量的物质,我们在尝试弄清楚有多少能量在那里,我们已经知道宇宙在膨胀中,它随着时间的变化而向外移动。我们还知道宇宙的膨胀正在加速,但是我们不知道这种加速时在变慢还是变快。为了了解宇宙的膨胀速度,我们不得不先知道还有多少暗能量在那里,有多少物质在那里。

宇宙的历史就是暗物质和暗能量之间的一场战斗,这两种物质相对立。所以宇宙的历史以及宇宙最后的命运就取决于这两种物质之间的竞争。




⑥ 【天文*理论】宇宙的演化过程,分为哪几个阶段

大爆炸之前的宇宙是什么样子?通过广义相对论将宇宙的膨胀进行时间反演,可得出宇宙在过去有限的时间之前曾处于一个密度、温度、引力、时空曲率都无限大的.状态。这一状态被称为奇点,奇点的存在意味已知的所有物理定律都无法适用,它常被用来作为广义相对论失效的证明。未来,超弦理论也许可以解释奇点、黑洞...

宇宙从诞生到现今,大致经过可以分为3个阶段:初始阶段、辐射为主阶段与实物为主阶段。大概情况如下:(1)初始阶段。大约在100亿年前,原始火球开始大爆炸(用“大爆炸”这个词,只不过为了形容当时宇宙演化的剧烈,不能把它想象为像一颗炸弹那样的爆炸,因为宇宙是没有中心的)。当时的温度极高,达到1012开(1万亿开)。那时宇宙的主要成分是光子、正反μ介子、正负电子、正反中微子和极少量的质子、中子等。温度迅速降低,正反μ介子开始湮灭。温度降至1011开以下,中子开始衰变为质子。爆炸后1秒钟,温度就降到1010开(100亿开),此时,正负电子开始湮灭。宇宙的主要成分只有光子、中微子和极少量的稳定粒子。这里的所谓极少量是与爆炸初期的各种粒子总数相比而言的,实际上今天的宇宙也就是这些稳定的粒子(电子、中子、质子)组成的。在第1秒末的时候,宇宙的尺度还很小,大约只有5光年,但是物质和能量的密度却很大。尤其是光子和中微子的能量按当时的温度来算更高。随着宇宙的膨胀,它们都在迅速地降低。按照热辐射的性质,辐射的波长愈长,相应的温度就愈低,那么可以推知,宇宙的温度和它的尺度成反比。宇宙膨胀得愈大,它的温度愈低。这个规律在宇宙演化的各个阶段,都是存在的。(2)辐射为主阶段。在大爆炸后1分钟,温度由1010开降到105开时,宇宙的尺度相应地膨胀了105倍。最后达到50万光年左右的阶段,称为辐射为主阶段。开始时,温度保持在109开(10亿开)以上,质子和中子可以通过一系列的核反应产生出氘核和氦核,即化学元素开始形成。计算出质子比中子多6~7倍,到宇宙时3分钟时,氦的丰度稳定在30%左右。元素的合成到30分钟末尾就基本停止了,这时产生了大量的氢与氦,成为现今宇宙的主要成分,同时也产生了其他的一些轻元素。(3)实物为主阶段。宇宙温度降到105开以下,实物的平均密度超过了辐射的质量密度,宇宙的演化就开始进入了物质时期。这个阶段一直延续到现在,又可分为前后两阶段。开始时,在宇宙年龄小于70万年,温度高于3000开的前段,由于温度仍然很高,实物粒子都在高速运动着,自由电子、光子也在快速运动,互相碰撞,互相混杂成均匀的混合状态,因此,这时期宇宙物质仍然处于严格均匀、各向同性状态。同时光子和电子经常发生碰撞,无法顺利地穿透宇宙空间,所以大爆炸至此,宇宙都是不透明的。在温度降到3000开以下时为后一阶段,随着温度下降,物质粒子的能量愈来愈小,电子的能量也变小了,只能与正电荷结合成中性质子。宇宙间失去了大量的电子,光子不再受到自由电子的强烈散射,宇宙就开始变得透明了。从此以后,实物和辐射之间基本上分开了(或叫“退耦”),互不干扰。实物就可能发生非均匀性扰动或涨落,而分裂成团块,然后在引力作用下,逐渐聚集成各种层次的天体。在宇宙诞生109年(10亿年)左右时,星系开始形成。在40亿年左右时,第一代恒星形成。在宇宙诞生后150亿年左右,行星形成。太阳这颗典型的恒星,从日珥光谱观测得出氦的丰度为0.38,而从太阳风粒子流的观测,推算出氦的丰度为0.20。恒星内部的氦的丰度利用赫—罗图去推算,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几个方面得到科学的证实。(1)星系退行,表明宇宙是在不断地膨胀着的。(2)从大爆炸至今,宇宙间还应该有剩余的热,其温度约为3开。1965年美国天文学家彭齐亚斯和威尔逊发现了微波背景辐射的温度约3开,证实了这一点。(3)按大爆炸宇宙学的推算,宇宙间氦的含量应为30%左右,已为观测所证实。(4)用许多方法测定的不同天体的年龄,都与用哈勃定律推算的宇宙年龄相符。太阳的年龄是46亿年。最古老的球状星团的年龄,也小于宇宙年龄200亿年。正是由于有这些观测事实,所以大爆炸宇宙模型得到广大科学家的青睐,这个模型也常称为标准宇宙模型。但是,大爆炸宇宙模型仍然存在不少问题。譬如说,宇宙物质是由热到冷的演化过程,但热的物质怎么能凝聚为星系与恒星呢?还有起点(奇点)的问题。“宇宙蛋”实际上是一个奇点。所有物质和时间都缩到一个点,一个几何学上的点。宇宙就可从这么一个奇点爆炸产生,在物理学上难以接受。此外,还有近年来的一些空间观测事实,用标准宇宙模型也难以解释。

⑦ 宇宙的演化是如何的

宇宙是如何起源的?空间和时间的本质是什么?这是从2000多年前的古代哲学家到现代天文学家一直都在苦苦思索的问题。经过了哥白尼、赫歇尔、哈勃的从太阳系、银河系、河外星系的探索宇宙三部曲,宇宙学已经不再是幽深玄奥的抽象哲学思辩,而是建立在天文观测和物理实验基础上的一门现代科学。 目前来说,最为普遍的是“大爆炸宇宙论”是1927年由比利时数学家勒梅特提出的。但是,宇宙大爆炸仅仅是一种学说,是根据天文观测研究后得到的一种设 想。 大约在150亿年前,宇宙所有的物质都高度密集在一点,有着极高的温度,因而发生了巨大的爆炸。大爆炸以后,物质开始向外大膨胀,就形成了今天我们看到的宇宙。大爆炸的整个过程是复杂的,现在只能从理论研究的基础上,描绘过去远古的宇宙发展史。在这150亿年中先后诞生了星系团、星系、我们的银河系、恒星、太阳系、行星、卫星等。现在我们看见的和看不见一切天体和宇宙物质,形成了当今的宇宙形态,人类就是在这一宇宙演变中诞生的。 科学家认为它起源为137亿年前之间的一次难以置信的大爆炸。这是一次不可想象的能量大爆炸,宇宙边缘的光到达地球要花120亿年到150亿年的时间。大爆炸散发的物质在太空中漂游,由许多恒星组成的巨大的星系就是由这些物质构成的,我们的太阳就是这无数恒星中的一颗。原本人们想象宇宙会因引力而不再膨胀,但是,科学家已发现宇宙中有一种 “暗能量”会产生一种斥力而加速宇宙的膨胀。 大爆炸后的膨胀过程是一种引力和斥力之争,爆炸产生的动力是一种斥力,它使宇宙中的天体不断远离;天体间又存在万有引力,它会阻止天体远离,甚至力图使其互相靠近。引力的大小与天体的质量有关,因而大爆炸后宇宙的最终归宿是不断膨胀,还是最终会停止膨胀并反过来收缩变小,这完全取决于宇宙中物质密度的大小。 理论上存在某种临界密度。如果宇宙中物质的平均密度小于临界密度,宇宙就会一直膨胀下去,称为开宇宙;要是物质的平均密度大于临界密度,膨胀过程迟早会停下来,并随之出现收缩,称为闭宇宙。 问题似乎变得很简单,但实则不然。理论计算得出的临界密度为5×8^-30克/厘米3。但要测定宇宙中物质平均密度就不那么容易了。星系间存在广袤的星系间空间,如果把目前所观测到的全部发光物质的质量平摊到整个宇宙空间,那么,平均密度就只有2×10^-31克/厘米3,远远低于上述临界密度。 然而,种种证据表明,宇宙中还存在着尚未观测到的所谓的暗物质,其数量可能远超过可见物质,这给平均密度的测定带来了很大的不确定因素。因此,宇宙的平均密度是否真的小于临界密度仍是一个有争议的问题。不过,就目前来看,开宇宙的可能性大一些。 恒星演化到晚期,会把一部分物质(气体)抛入星际空间,而这些气体又可用来形成下一代恒星。这一过程中气体可能越来越少(并未确定这种过程会减少这种气体。)。以致于不能再产生新的恒星。10^14年后,所有恒星都会失去光辉,宇宙也就变暗。同时,恒星还会因相互作用不断从星系逸出,星系则则因损失能量而收缩,结果使中心部分生成黑洞,并通过吞食经过其附近的恒星而长大。(根据质能守恒定律,形成恒星的气体并不会减少而是转换成其他形态。所以新的恒星可能会一直产生.) 10^17~10^18年后,对于一个星系来说只剩下黑洞和一些零星分布的死亡了的恒星,这时,组成恒星的质子不再稳定。10^32年后,质子开始衰变为光子和各种轻子。10^71年后,这个衰变过程进行完毕,宇宙中只剩下光子、轻子和一些巨大的黑洞。 10^108年后,通过蒸发作用,有能量的粒子会从巨大的黑洞中逃逸出。宇宙将归于一片黑暗。这也许就是开宇宙“末日”到来时的景象,但它仍然在不断地、缓慢地膨胀着。(但质子是否会衰变还未得到结论,因此根据质能守恒定律。宇宙中的质能会不停的转换。)闭宇宙的结局又会怎样呢?闭宇宙中,膨胀过程结束时间的早晚取决于宇宙平均密度的大小。如果假设平均密度是临界密度的2倍,那么根据一种简单的理论模型,经过400~500亿年后,当宇宙半径扩大到目前的2倍左右时,引力开始占上风,膨胀即告停止,而接下来宇宙便开始收缩。 以后的情况差不多就像一部宇宙影片放映结束后再倒放一样,大爆炸后宇宙中所发生的一切重大变化将会反演。收缩几百亿年后,宇宙的平均密度又大致回到目前的状态,不过,原来星系远离地球的退行运动将代之以向地球接近的运动。再过几十亿年,宇宙背景辐射会上升到400开,并继续上升,于是,宇宙变得非常炽热而又稠密。 在坍缩过程中,星系会彼此并合,恒星间碰撞频繁。 宇宙大爆炸至今已有约200亿年的历史,时至今日。宇宙目前正处于繁星期中期。在这个时期,恒星和星系保持较高的能量,因此夜空中呈现一片繁星闪烁的景象。天文学认为,太阳是一个已经45亿岁的黄矮星。再过数十亿年以后,当它的能量逐渐消耗完的时候,它将先衰变为红巨星,然后进一步变成白矮星。这时候的太阳只有地球一般大小,而且由于它散发出的巨在热量,它将使地球上的一切生命无法存在,那时人类将不得不在宇宙中另寻栖身之地。有一种叫做红矮星的恒星不会衰变成红巨星,但它们的燃料也只能维持10万亿年。当红矮星最后也开始逐渐黯淡下去的时候,宇宙就开始进入衰落期。
衰落期 亚当斯等人认为,宇宙的衰落期将从距今1000亿年以后开始。在这个时期,宇宙中到处都是失去燃料的星体残骸,它们包括白矮星、褐矮星、中子星和黑洞。这个时期的一个特点是,原来巨大的恒星坍塌到相对较小的空间之内,可能只有原来恒星的核心部分那么大。由于这些物质无法再利用氢为原料进行核聚变,因此它们完全失去了光辉。这时的次原子微粒也失去了以往的物理特性。 在衰落期,星系开始逐渐解体。衰变的星体相互碰撞,一些将从此漫游于广阔原星际空间,一些便滑向星系的中心部分。在此过程中,一此星体残骸将被黑洞吞噬,而两颗褐矮星也有可能相撞形成新星。这时宇宙中的文明将不得不适应衰落期的现实,而新的生命将不会自动产生。研究人员通过计算发现,衰落期的白矮星将吸收宇宙中游离的“弱相互作用质量微粒”,这一过程将给黯淡的宇宙增添一丝热量。
黑洞期 恒星的残骸开始解体,这时宇宙的演变将慢慢进入黑洞期。衰落期终结时光子开始丧失(光子存在于每一个电之之中),光子的丧失将导致白矮星和中子星的解体,使宇宙中绝大部分质量转化为能量,同时标志着衰落期的结束。随着光子从电子中逃逸出来,一切以碳为基础的生命将不能在宇宙中继续生存。由于黑洞具有极大的引力,它能将一切靠近它的物质吸引到其中而成为它的一部分。但根据量子力学理论,黑洞的周围部分也会损失一些能量。这些微小的损失在经典物理学中几乎可以忽略不计,但经过亿万年的过程,黑洞最终也逃脱不了解体的结局。
黑暗期 黑暗期是指整个宇宙处于一片黑暗。亚当斯等天文学家们认为,当宇宙中最后一个黑洞也烟消云散之后,整个宇宙的景像是茫茫宇宙陷入一片黑暗,所有的星星早已燃烧殆尽,一切有机生命形式都归于沉寂,黑暗之中仅存的是由一些基本粒子构成的薄云。一片由正电子、负电子、光子和中微子组成的云雾散布在无边无际的时空当中。在大约100个宇宙年代(10的100次方年)之后,光的波长将变得相当长,亮度也变得相当暗,那时的宇宙将成为一个当今人们无法了解的世界。
这幅由亚当斯和劳林描绘的图画,也许是目前人们能得到的关于宇宙终结的最具体的描述。

⑧ 宇宙是什么时候、如何形成的

宇宙,是所有天体共同的家园。但宇宙是什么时候、如何形成的?千百年来,一直是人类探讨的话题,并随着人类文明的进步和科学技术的发展而逐步加深。20世纪初期,人们开始科学地探讨宇宙的起源,科学家提出了“宇宙大爆炸理论”。今日之宇宙是在大约150亿年前发生的一次无比壮观的大爆炸中形成的。

20世纪以来,有两种“宇宙模型”比较有影响。一是稳态理论,它认为宇宙在大尺度上的物质分布和物理性质是不随时间变化的,是稳恒不变的。不仅在空间上是均匀的,各向同性的,而且在时间上也是稳定的。另一类叫演化态模型,它认为宇宙在大尺度上的物质分布和物理性质是随时间在变化的。1917年,爱因斯坦运用他刚创立的广义相对论建立了一个静态、有限、无界的宇宙模型,奠定了现代宇宙学的基础。但在众多的宇宙模型中,目前影响较大的是热大爆炸宇宙学说。

红移在物理学和天文学领域,指物体的电磁辐射由于某种原因波长增加的现象。在可见光波段,表现为光谱的谱线朝红端移动了一段距离,即波长变长、频率降低;相反的,波长变短、频率升高的现象则被称为蓝移,通常认为它是多普勒效应所致,即当一个波源(光波或射电波)和一个观测者互裙快速运动时所造成的波长变化。

⑨ 宇宙是如何演变的

这要从宇宙的起源说起。宇宙起源于宇宙大爆炸,138亿年前,有一个存在又不存在的点,一个质量无限大、密度无限大、温度无线高的点,也就是我们熟知的奇点。奇点是无法用现代的物理公式计算的,一切物理定律在奇点都是无效的,而这个神奇的奇点在138亿年前发生了爆炸,并在极短时间内急速膨胀。有多急速呢?每一亿亿亿分之一秒,空间就扩展一亿亿亿倍,打个比方就是,宇宙在不到一亿亿亿分之一秒的时间内,从一个氢原子的大小扩展到了棒球的大小,又在同样的时间内,从一个高尔夫球的大小,扩展到地球的大小!这个时期的宇宙是“暴胀”的状态。

综上所述,宇宙的演变过程大致为:奇点爆炸-高温暴胀-高温混沌-冷却有序-原始星系-现代宇宙。

——以上内容摘自米莱童书《生命简史》

⑩ 宇宙是怎样演化的

宗教用创世说来回答这个问题,科学总是用不断演化着的知识来解释这个问题。在近代,康德和拉普拉斯依据牛顿力学,提出了太阳系演化的星云说。今天看来,他们的理论是相当肤浅的假说。20世纪关于恒星演化的理论是以核物理为基础的,而且人们试图了解整个宇宙的演化。

19世纪德国人奥伯斯提出的光度佯谬提醒人们:夜晚的天空总是黑暗的,任何宇宙模型都必须满足使夜空黑暗的条件。德国人西利格提出的引力佯谬则要求,必须假定宇宙有一定的结构,天体应该是非均匀分布的,否则地球受到的引力就不是稳定的。正是在这样的前提下,1917年,爱因斯坦根据广义相对论,导出了一个体积有限但没有边界的“爱因斯坦宇宙”。这是一个有物质无运动的静态宇宙。同年,荷兰人德西特提出了一个有运动无物质的空虚宇宙模型,它不断膨胀着,被称为“德西特宇宙”。

1922年,前苏联人弗里德曼根据爱因斯坦的引力场方程式推论出,空间的几何特性如果是平直的,就得到一个不断膨胀的宇宙;如果是凸面的,就得到一个膨胀和收缩轮换的封闭宇宙;如果是凹面的,就得到一个膨胀着的敞开宇宙。1927年,比利时人勒梅特研究了“弗里德曼宇宙”,提出了大尺度空间随时间膨胀的概念,建立了“勒梅特膨胀宇宙”模型。1929年哈勃提出哈勃关系式后,英国人爱丁顿最先把它与宇宙膨胀说联系起来,认为宇宙膨胀说得到了天文观测的证实。

弗里德曼和勒梅特的宇宙膨胀着,而膨胀总是从物质密度无穷大开始的。1932年,勒梅特在他的模型的基础上,提出了一个宇宙演化学说,认为整个宇宙的物质最初集中在一个超原子宇宙蛋里,后来发生猛烈爆炸,碎片向四面八方散开,形成了今天的宇宙。但他当时还没有足够的核物理学知识来描述爆炸后宇宙演化的具体过程和细节。另外,勒梅特当时还低估了宇宙的年龄。

1948年,盖莫夫完善了勒梅特的理论,提出了系统的大爆炸宇宙学说,大爆炸学说提出后经过一些天文学家的完善,把宇宙生存的时间追溯到约200亿年前。据说,宇宙蛋爆炸前没有时间存在,爆炸后经历了普朗克时代、大统一时代、强子时代、轻子时代、核合成时代、物质时代、复合时代等,然后宇宙开始透明,逐渐形成星系和星系团、恒星和恒星系。在太阳系形成之后,它中间的一颗行星地球,变成了生命的摇篮……

大爆炸宇宙论预言,宇宙爆炸后必定还存在着背景辐射。1964年,美国贝尔电话公司的彭齐亚斯和威尔逊发现了相当于3.5K度物体的辐射,各向同性,没有季节变化,被认为只能是一种宇宙背景辐射。这一发现被认为是宇宙大爆炸后的残余背景辐射,成了支持大爆炸宇宙论证据之一。

大爆炸宇宙论所描述的宇宙时代,包含氢核合成氦的时代。根据这种理论估计,目前宇宙中残存的氦丰度为24.6%左右。目前射电天文学家在整个银河系内和许多近邻星系中都发现了氦,甚至在更遥远的天体中也探测到了氦。在所有发现氦的场合下,有力的证据表明,无论在哪里,只要有1个氦核便有10个氢核,既不过多也不太少。宇宙中这种氦丰度,亦被视为大爆炸宇宙论的有力证据。

尽管如此,大爆炸宇宙论还不是一个完善的理论,它还不能从物理学的观点来说明宇宙初始的条件,也不能有把握地预言宇宙的终结。某些天文学家认为,被用来说明宇宙膨胀的星光谱线红移,可能是由于光在旅途中损失了能量后造成的,因而提出了疲劳光宇宙论。除此之外,有人还提出了稳恒态宇宙、星系和反星系宇宙、收缩宇宙、冷宇宙等模型。

显然,大爆炸宇宙论很像是一种物理学的神话,因为它完全是根据现有的物理学知识来解释宇宙演化的。而在物理领域本身还有许多未解之谜,例如,原子核物理学至今还没有进入夸克禁闭的大门,人类对暗物质和反物质还知之甚少。人们在期待着新物理学的诞生。在这种情况下,我们大概只能说,大爆炸宇宙论是目前最好的一种宇宙演化理论。20世纪的宇宙学家们还不能预见最终的宇宙理论。

在一定意义上,人类对宇宙演化过程的研究,主要是为了满足人类探索宇宙从何处来的需要。这有益于精神世界的丰富,但并不能直接为现实的生产活动服务。