宇宙是怎樣形成的?為什麼會有宇宙

2021-03-25 17:05:39 字數 5194 閱讀 3828

1樓:匿名使用者

宇宙的不斷膨脹

一般認為,宇宙產生於140億年前一次大**中。大**後,分子碰撞,併產生光、熱。大**後30億年宇宙,最初的物質漣漪出現。

大**後20億~30億年,類星體逐漸形成。大**後100億年,太陽誕生。38億年前地球上的生命開始逐漸演化。

大**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。原本人們想象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。相對的,還有「暗物質」有巨大的吸引力。

大**後的膨脹過程是一種引力和斥力之爭,**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**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/釐米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,如果把直到21世紀初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/釐米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佈的死亡了的恆星,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21世紀初的2倍左右時,引力開始佔上風,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**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21世紀初的狀態,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,星系會彼此併合,恆星間碰撞頻繁。

這些結局也只是假想推論的。

近幾年來,一批西方的天文學家發表了關於「宇宙無始無終」的新論斷。他們認為,宇宙既沒有「誕生」之日,也沒有終結之時,而就是在一次又一次的大**中進行運動,迴圈往復,以至無窮的。 至於「宇宙無始無終」的新論是否正確,科學家認為,過幾年國際天文學界可望對此做出驗證。

加速膨脹

一個科學家小組使用美國宇航局斯皮策空間望遠鏡進行的最新測量顯示,宇宙的膨脹速度約為46英里(74公里)每秒·每百萬秒差距(更精確的數值為:74.3 ± 2.

1 (km/s)/mpc)。

浩瀚宇宙為天文學家的觀測和研究提供了無限可能。誰能想象,璀璨星空正在不斷遠離我們,終有一天會在我們眼中消失?然而,諾貝爾獎獲得者布萊恩·施密特指出,這就是正在發生的事實——物質與物質之間的空間正在加大。

「這意味者大概百億年後的未來,絢爛的星空用肉眼再難觀測到,黑夜將一片空寂,大概1000億年之後,除了我們所在的銀河系,所有星系都將相距遙遠各自飄離,人們看到的宇宙將空無一物。」

美國科學家日前表示,基於相關發現中所獲資料的計算產生了一個壞訊息,即宇宙可能會在數百億年後面臨一場災難。「如果你利用我們現在知道的所有物理學(知識)直接計算,這是個壞訊息,」美國費米國家加速器實驗室理論物理學家約瑟夫·利肯日前在美國科學促進會2023年年會上對**表示。美國科學促進會成立於2023年,是世界最大的科學協會之一,《科學》雜誌也由其出版。

利肯說,我們生活的宇宙並不穩定,科學界一直希望推算宇宙的長期穩定性,但這需要獲得希格斯玻色子和其他亞原子粒子的精確質量,最近的發現提供了相關資料,在此基礎上進行的計算顯示數百億年後將有一場災難——「一個被認為會成為『替代宇宙』的小空泡將在某處出現,隨後逐漸膨脹並最終將我們破壞」。他認為,小空泡將以光速膨脹。

宇宙是怎樣形成的?為什麼會有宇宙?

為什麼會有宇宙?宇宙為什麼會形成?

2樓:匿名使用者

現代宇宙系當中最有影響的一種學說,又稱大**宇宙學。與其它宇宙模型相比,它能說明較多的觀測事實。它的主要觀點是認為我們的宇宙曾有一段從熱到冷的演化歷程。

在這個時期裡,宇宙體系並不是靜止的,而是在不斷地膨脹,使物質密度從密到稀地演化。

這一從熱到冷、從密到稀的過程如同一次規模巨大的爆發。根據大**宇宙學的觀點,大**的整個過程是:在宇宙的早期,溫度極高,在100億度以上。

物質密度也相當大,整個宇宙體系達到平衡。宇宙間只有中子、質子、電子、光子和中微子等一些基本粒子形態的物質。

但是因為整個體系在不斷膨脹,結果溫度很快下降。當溫度降到10億度左右時,中子開始失去自由存在的條件,它要麼發生衰變,要麼與質子結合成重氫、氦等元素;化學元素就是從這一時期開始形成的。溫度進一步下降到100萬度後,早期形成化學元素的過程結束(見元素合成理論)。

宇宙間的物質主要是質子、電子、光子和一些比較輕的原子核。當溫度降到幾千度時,輻射減退,宇宙間主要是氣態物質,氣體逐漸凝聚成氣雲,再進一步形成各種各樣的恆星體系,成為我們今天看到的宇宙。

擴充套件資料:

關於宇宙的其他猜想理論:

蟲洞噴發說

蟲洞噴發說認為:我們現在所生存的宇宙起源於一次時空之門的開啟。

在許許多多平行宇宙中,有一個極其普通的平行宇宙,在這個宇宙中,質量最大的一個黑洞的不斷地吞噬宇宙中的其他天體,它的質量不斷增大,大到其萬有引力可以摧毀一切物質形態,首先將其核心變為能量體,能量逐漸積蓄,最終衝破其外殼,向外釋放能量,形成蟲洞,時空之門開啟。

當能量釋放完全後,蟲洞停止噴發,時空之門關閉。而噴出來的高能粒子,經過漫長的演變後,形成了我們現在所生存的宇宙;那個噴發的蟲洞則變為先前那個平行宇宙中的一個普通的天體,這也是我們不能找到宇宙的中心的原因。

新的懷疑

長期以來,「大**」宇宙誕生理論一直被天文學界普遍認同

「哈勃」太空望遠鏡本次拍攝到了一些宇宙深處的星體,這些星體大概形成於宇宙誕生後的5億年內(約130億年前)。然而,這些星體的數量卻遠遠少於科學家們原來的估計。

哈勃拍攝的這些**可以說明以下二點:要麼大**發生後恆星物質的形成並沒有科學家們原來設想的那麼積極,這並不符合現階段通行的理論;

由安德魯·邦克博士領導的英國科學家小組在對哈勃拍攝的**研究後得出了上述令人吃驚的結論。以便於解開上述這些迷惑。

根據許多科學家數十年來一貫支援的大**理論,我們的宇宙大約誕生於140億年前。

按照該理論的解釋,宇宙形成於140億年前一個體積極小且密度極大的物質的**,**發生後噴發出物質微粒和能量,也正是從那時起才開始產生了時間和空間、質量和能量。在大**發生前,既沒有物質,也沒有能量,當然也沒有生命。

太陽系形成

太陽系是由受太陽引力約束的天體組成的系統,其最大範圍可延伸到約1光年以外。太陽系的主要成員有:太陽、八大行星、無數小行星、眾多衛星,還有彗星、流星體以及大量塵埃物質和稀薄的氣態物質在太陽系中,太陽的質量佔太陽系總質量的99.

8%,其它天體的質量總和不到太陽系的0.2%。

太陽是太陽系的中心天體,它的引力控制著整個太陽系,使其它天體繞太陽公轉,太陽系中的八大行星都在接近同一平面的近圓軌道上,朝同一方向繞太陽公轉(金星例外)。宇宙有起源也會有消亡,科學家預計,若干億年後,宇宙會急劇收縮,以至於回到大**以前的相貌。

3樓:勇欣笑庹斐

在宇宙的開端,在時空誕生後的最初30萬年裡,宇宙是

不透明的。隨著質子和電子互相結合成原子,輻射就可以自由的通過了,於是就形成了一個可觀測的宇宙。

但是如果我們回到大**的時候並假設宇宙的所有物質和能量都集中在一個相當稠密的小球中,這個小球非常熱,它發生**形成了宇宙,那麼這個小球是從哪來的呢?它是怎麼形成的呢?我們一定要假設在這一階段裡有超自然創造嗎?

不一定,科學家們在1920

年推出了一門叫量子力學的學科,它太複雜了以至於我們無法在這裡解釋它。這是一個非常成功的理論,它恰當地解釋了其他理論無法解釋的現象,而且還可以**新現象,所**的新現象和實際上發生的完全相同。

1980

年,一個美國物理學家阿蘭·古司開始用量子力學研究了有關大**起源的問題。我們可以假想在大**發生以前,宇宙是一個巨大的發光的海,裡面什麼都不存在。很明顯這種描述是不準確的,這些不存在包含著能量,所以它不是真空,因為按定義真空裡應該什麼都沒有。

前宇宙含有能量,但它的所有組成部分和真空的成分相似,所以它被叫做假真空。

在這個假真空裡,一個微小的質點存在於有能量的地方,它是通過無規律變化的無目的的力量形成的。事實上,我們可以把這個發光的假真空想象成一個泡沫狀的泡泡團,它可以在這兒或在那兒產生一小片存在物,就像海浪產生的泡沫一樣。這些存在物中有的很快就消失了,迴歸到假真空;而有的正相反變得很大或者經過大**形成像宇宙那樣的物體。

我們就住在這樣一個成功存在下來的泡泡裡。

但是這個模型有很多問題,科學家們一直在彌補和解決它們。如果他們解決了這個問題,我們會不會有一個更好的觀點來解釋宇宙從何而來呢?

當然,如果古司理論的一部分是正確的,我們可以簡單地往回走一步問假真空的能量最初是從哪來的。這個我們說不出來,但這並不能幫助我們證實超自然物質的存在,因為我們還可以再往回走一步問超自然物質是從哪來。這個問題的答案令人震驚,即「它不來自任何地方,它總是這樣存在的」。

這是很難想象的,也許我們得說假真空中的能量也是從來都這樣存在的

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