道不远人 / 天下事 / [转帖]宇宙的诞生与起源

0 0

   

[转帖]宇宙的诞生与起源

2009-07-15  道不远人
宇宙诞生于何时?宇宙是如何起源的?这个神秘难解的题目,多少年来一直困扰人们的头脑。经过天文学家和天文物理学家们的多年辛勤探索和艰苦细心观测,近年来对宇宙的认识有了进一步的深化,对宇宙的观察视野也大大拓宽和加深,目前已能窥视的宇宙深度达200亿光年之遥。这可是个不小的天文数字,以每秒30万公里的速度航行也要走上200亿年(但实际上不一定用200亿年),这是多么遥远的宇宙空间呀!然而,宇宙的奥秘是无穷的,即使地球人的科学技术达到如此先进程度,还有好多宇宙间的疑问和迷团没有解开,还需人们不断地努力和探讨。

  关于宇宙的诞生与起源,某些天文学家用大爆炸理论来加以解释。这个理论的实质内容是:在约200亿年前,原始宇宙是混沌不清的。这种混沌状态逐渐形成一块具有超密度的物质--密集在“宇宙原点”的极小空间内,后来在一种力的作用下便产生了激烈的大爆炸,使所有物质向四面八方飞散而去。这一爆炸发生在约200亿年前,但宇宙整体膨胀过程至今还未停止,宇宙在继续膨胀。根据天文学家们的观测,很多恒星目前仍在向外移动。在1929年美国天文学家哈勃发现银河系之外的河外星系普遍具有红移现象(星体向远方移去的现象)。此外,粒子物理学试验也支持了这种大爆炸理论。这种理论与爱因斯坦在1916年发表的广义相对论相符。到目前为止,关于宇宙起源的假说和理论已有40多种,其说不一,但较有说服力的还首推大爆炸理论。3K0微波背景辐射,氢和氦二元素的丰度完全支持大爆炸理论。

  宇宙大爆炸时的原点,我们称其为宇宙的时间原点和空间原点。在最初爆炸的1秒之内爆炸产生各种粒子、射线、辐射光子,也就由此确定了现今宇宙的基本特性:宇宙各向同性,宇宙各向均匀。宇宙充满了正物质和反物质,但反物质较少。爆炸1秒钟之后,在1分钟-3分钟形成各种金属原子核;3分钟-10000年间,物质粒子取代光子而形成物质时代。空间充满原始物质团。10亿年后,宇宙物质尘埃云集而凝结成星系。因此说,宇宙星系是在190亿年前就开始形成的,再过20亿年,开始形成第一代恒星,恒星内部进行激烈的热核反应,重元素开始出现。这个过程达100亿年的时间。到50亿年前,太阳系星云开始收缩,开始形成地球等太阳的行星,整个太阳系结构也在此时形成。到30亿年前,地球上开始现出现微观生命体;4亿年前,海洋中开始出现贝类,陆地上出现动物并繁衍后代。到2亿年前,开始出现哺乳动物;0.5亿年-0.6亿年前,最早的灵长目动物出现;数百年前,出现类人动物;后来原始人类诞生,过着茹毛饮血生活;数十万年前,人类开始会用“火”,并可制造简单石器工具,智力进步迅速,数万年前,人类开始学会画画,结绳记事,开始走上文明之途;一万年到数千年前,地球人顿开茅塞,智慧之窗大开,懂得了农业耕作,了解了天文地理,能观察天象(也有人提出此时是受天外生物启发和交配传下后代所至)。总之,这时的地球人十分聪明。直到今天,特别是到公元20世纪初,地球人开始经历了数次大革命(工业革命 ,电能和原子能革命),懂得使用无线电,发明了计算机,地球人文明社会开始向高级阶段进步。尤其在20世纪60年代开始进行了宇宙探索飞行,实现了登月球并开始开发宇宙。这是地球人文明的写照。其它星球(行星)上的生物进化可能比我们还要早几千年、几万年甚至几百万年。当然有的星球上(行星)的生物有可能比我们落后或者某些星球根本无生物。宇宙中除行星外,还有能发光发热的恒星和其它各类星体(包括彗星、暗星、类星体及星云等 )。这就是至今为止我们所能看到的宇宙及其起源经过。

  除大爆炸理论外,还有宇宙是恒定的和大旋转理论等,谁是谁非还待探索。

宇宙的结构与运动

  茫茫宇宙无边无垠,耿耿星辰变化万千。人们自然要问:宇宙到底有多大?他的结构和运动如何?这是有关宇宙的又一疑问。从广义上讲,宇宙是无穷大,没有边际。到目前为止,我们测知太阳系的直径约有120亿公里,而银河系的直径有8.15万光年。银河系中像太阳系这样的恒星系约有2000亿个。其中可能有生命的有100万个。太阳系中以太阳为中心,有九大行星绕其运行公转,而每个行星本身又在不停的自转 。推测其它类似太阳系的星系其运动也大同小异。银河系是由无数恒星系组成,整个银河系又像一块大铁饼,中间厚,边缘薄。从上鸟瞰,银河系呈螺旋状渐开线结构,而从测面看,银河系就象一个扁扁的大铁饼。太阳系则位于这个扁秩饼的外侧;边缘。这个铁饼厚就有0.6万光年。银河厚度最大的中心处称银核,较薄的边缘称银盘。太阳位于银盘中部,离银核有3有万光年。银河系以银核为中心不停地旋转,规律为里慢外快,在太阳处的旋速为250公里/秒。而银河系整体还围绕一个中心(不明何处)作公转运动,周期尚不清楚。而天文界估计银河公转周期这1.76亿年。

  人们新近还发现,银河系(由上千亿颗恒星组成螺旋体)中约有1亿个暗星组织,每个相当于太阳的1/10,称弱互扰大质量粒子群。银河系边缘上还有约5万光年的扇形氢云,能发射无线电波。

  除银河系外,类似银河系的河外星系还有很多,他们都是巨大的恒星集团,现已观测到的就有上千亿个。星系形态丰富多彩,主要有四个类型:(1)不规则星系(形状无规律,无明显中心,无漩涡),如猎犬座中的NGC4631等星系。(2)洲涡星系(有漩臂从中心向外旋卷形状多姿丽,旋臂多为二条;其中又分为旋臂向外舒展的;旋臂向中心卷缩合拢的;介于前二者之间的)。银河属于漩涡星系。(3)棒状星系(有漩涡,但中心为棒状,两端延伸出长短不一的旋臂)。(4)椭圆星系和圆形星系(星系形状呈椭圆或圆 形)。如狮子座的NG3379就是圆形星系。星系的形成演变过程公认的有:不规则形-棒形-漩涡形-椭圆形-圆形。关于这些不同形状的星系结构形成原因,至今不明,尚在探索中。

  整个宇宙,就是由上述介绍的星云、星团、星系等结构组成,基本上多重旋转结构。恒星是从高密星云的自身引力收缩形成温度渐升的氢原子云、氢离子云,最终导至热核反应而成为发光发热的恒星。最早期的恒星闪蓝白光。渐渐变为橙光、红光乃至塌陷而成黑洞。

  总而言之,宇宙中现已充满着星云、星团、星系,总星系,总体呈多重旋转结构 ,处于不停的膨胀和运动,这就是现今宇宙的运动形式特点。

  宇宙究竟有多大?

  据多年探测得知,目前已观察到的星河(河外星系)就有10亿个。仙女座银河就含有2000亿星球。如此下去,宇宙中的星球真有如河滩上的沙粒那么多。常言道:“人外有人,天外有天”。是说宇宙无边无沿。关于宇宙尺度之谜,德国哲学家康德提出著名的“时空悖论”,强调人们关于宇宙有限和无限的理解必然存在矛盾。而爱因斯坦1917年提出了有限宇宙模型,他提出:“应把宇宙看成是一个在空间尺度方面是有限的闭合的连续区”。并从宇宙物质均匀分布的前提下,在数学上建筑了一个“无界而有限”,“有限而闭合”的四维连续体。即宇宙是封闭的“宇宙球”。根据此观点,在宇宙上任意一点上发出的光线,将会沿着时空曲面在100亿年后返回到它的出发点。这样奇妙学说,至今人们还不甚完全理解。时空曲率是正还是负?还是零(爱氏本人趋于同意正曲率存在)?人们还无法确切回答。不过美国一位科学家利用电子计算机处理观察宇宙光时,确实看到了成光圈状的由某星系发出的光线,这无疑是对爱因斯坦“宇宙球 ”理论的支持和验证。最后,关于宇宙尺度等问题,还有待留出时间去探讨。但可以说,对宇宙的认识是无止境的。如果找不到电宇宙的深度和找不到膨胀的极限,那么宇宙尺度问题可能永远是个谜(笔者研究认为,有形宇宙是有界的,无形能海宇宙是无限的。)

  近年来,在宇宙观测上有不少新发现。首先,用高性能的太空天文望远镜已能看到170亿光年之外的宇宙 世界,发现在银河系之外,有很多河外星系。已被观察到的河外星系已达上万个。在各河外星系之间具有广垠的空间,这就是说这些河处星系并非均匀地分布在宇宙空间。这种宇宙结构有点像肥皂泡一般,在泡的中间是广垠的真空空间,而在泡的的壁上分布着各个星系。另一发现是在宇宙深处存在着“宇宙长城”。这种呈带状的星系如同长城一般,长约5亿光年,宽约2亿光年,厚约0.15亿光年。这是观测6000个星系后得到的结果。它离地球约有2亿至3亿光年之遥的距离。

  另外,由最近的宇宙观测还发现,宇宙中的看不见的暗物质占90/%左右,只有10/%左右的物质(如各个星系)为亮物质。暗物质对亮物质必然产生极大有影响。近年来在宇宙中发现的黑洞就是暗物质的一个很好例证。上述关于“宇宙泡”发现即“宇宙长城”的发现,以及非均匀分布的各种形状的星系的发现,都说明了宇宙实际上并非是均匀的。

  宇宙的运动是绝对的,静止是相对的。比如行星有自转和公转,恒星亦有自转和公转,而星系也是在作快速的旋转。类推下去,茫茫宇宙也必然在作不停的运动和变化。因为我们已经知道,地球过去和现在的运动速度,轨道和形状是不同的,北斗七星几万年前的开头和现在也是不同,所有这些证据都说明了宇宙在运动和变化不止。大爆炸理论本身也揭示宇宙是在不停地膨胀着。我们人类是生话在地球上,更确切说实际上是生活在一个运动不止、噪声、干扰不断的行星上,并时时刻刻在作宇宙旅行,它随时“从宇宙时间观念出发”都有与其它小行星相撞的可能(据天文计算得知,与10公里直径的小行星相撞的概率是106年一次;与100公里直径小行星相撞的概率是107年一次),碰撞后必将产生爆炸,产生声、光、电效应。所有行星(如火星、金星、水星等 )及卫星(如月亮)都遭遇到上述来自宇宙炮弹--陨石、小行星的轰击,因此这些星星球上都有环形山的痕迹。此外,宇宙中还有无数的周期和非周期彗星在穿行。太空中充满各种光子流,粒子流,宇宙尘埃......我们所不知道的可能比我们所知道的还多得多。神秘的宇宙就是有如此奥妙的结构,有如此神奇地运动,如永动机般地运行,变化万千,运作不止。可以说,宇宙中几乎没有不运动的星体。让我们永不休止地去认识这博大而神秘的宇宙吧!

摘自物理空间http://www.thyxcorp.com/phy/index.asp

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。如发现有害或侵权内容,请点击这里 或 拨打24小时举报电话:4000070609 与我们联系。

    猜你喜欢

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章
    喜欢该文的人也喜欢 更多