宇宙的形成學(xué)說(shuō)有哪些

宇宙的形成學(xué)說(shuō)有哪些

　　宇宙，對(duì)于人類(lèi)來(lái)講，宇宙如同漫無(wú)邊際的海洋，沒(méi)有盡頭，探索不盡，卻又非萬(wàn)劫不復(fù)的深淵，它寧?kù)o地存在著，在你凝視它的時(shí)候，它也在凝視著你。宇宙是時(shí)間、空間、物質(zhì)、能量 的總和。一般能理解的宇宙指人類(lèi)所存在的一個(gè)時(shí)空連續(xù)系統(tǒng)，包括其間的所有物質(zhì)、能量和時(shí)間。對(duì)于這一體系的整體解釋構(gòu)成了宇宙論。在中國(guó)古代就有“上下四方曰宇，往古來(lái)今曰宙”的說(shuō)法(即宇的意思是無(wú)限空間，宙的意思是無(wú)限時(shí)間)，宇宙一詞也出自于“旁日月，挾宇宙”。下面由學(xué)習(xí)啦小編為你詳細(xì)介紹關(guān)于宇宙的相關(guān)知識(shí)。

　　宇宙是怎么形成的：

　　宇宙的不斷膨脹

　　宇宙產(chǎn)生于約140億年前一次大爆炸中。大爆炸后，能量激蕩，并產(chǎn)生光、熱。大爆炸后30億年宇宙，最初的物質(zhì)漣漪出現(xiàn)。大爆炸后20億～30億年，類(lèi)星體逐漸形成。大爆炸后100億年，太陽(yáng)誕生。38億年前地球上的生命開(kāi)始逐漸演化。

　　大爆炸散發(fā)的物質(zhì)在太空中漂游，由許多恒星組成的巨大的星系就是由這些物質(zhì)構(gòu)成的，太陽(yáng)就是這無(wú)數(shù)恒星中的一顆?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)宇宙中有一種 “暗能量”會(huì)產(chǎn)生斥力而加速宇宙的膨脹。相對(duì)的，還有“暗物質(zhì)”有巨大的吸引力。

　　大爆炸后的膨脹過(guò)程是一種引力和斥力之爭(zhēng)，爆炸產(chǎn)生的動(dòng)力是一種斥力，它使宇宙中的天體不斷遠(yuǎn)離;天體間又存在萬(wàn)有引力，它會(huì)阻止天體遠(yuǎn)離，甚至力圖使其互相靠近。引力的大小與天體的質(zhì)量有關(guān)，因而大爆炸后宇宙的最終歸宿是不斷膨脹，還是最終會(huì)停止膨脹并反過(guò)來(lái)收縮變小，這完全取決于宇宙中物質(zhì)密度的大小。

　　理論上存在某種臨界密度。如果平均密度小于臨界密度，宇宙就會(huì)一直膨脹下去，稱(chēng)為“開(kāi)宇宙”;要是平均密度大于臨界密度，膨脹過(guò)程遲早會(huì)停下來(lái)并收縮，稱(chēng)為“閉宇宙”。

　　問(wèn)題似乎變得很簡(jiǎn)單，但實(shí)則不然。理論計(jì)算得出的臨界密度為5×8^-30克/厘米3。但要測(cè)定宇宙中物質(zhì)平均密度就不那么容易了。星系間存在廣袤的星系間空間，如果把直到21世紀(jì)初所觀測(cè)到的全部發(fā)光物質(zhì)的質(zhì)量平攤到整個(gè)宇宙空間，那么，平均密度就只有2×10^-31克/厘米3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于上述臨界密度。

　　證據(jù)表明，宇宙中還存在著尚未觀測(cè)到的所謂的暗物質(zhì)，其數(shù)量可能遠(yuǎn)超過(guò)可見(jiàn)物質(zhì)，這給平均密度的測(cè)定帶來(lái)了很大的不確定因素。因此，宇宙的平均密度是否真的小于臨界密度仍是一個(gè)有爭(zhēng)議的問(wèn)題。

　　就目前來(lái)看，開(kāi)宇宙的可能性大一些。

　　恒星演化到晚期，會(huì)把一部分物質(zhì)(氣體)拋入星際空間，而這些氣體又可用來(lái)形成下一代恒星。這一過(guò)程中氣體可能越來(lái)越少(并未確定這種過(guò)程會(huì)減少這種氣體。)。以致于不能再產(chǎn)生新的恒星。10^14年后，所有恒星都會(huì)失去光輝，宇宙也就變暗。同時(shí)，恒星還會(huì)因相互作用不斷從星系逸出，星系則因損失能量而收縮，結(jié)果使中心部分生成黑洞，并通過(guò)吞食經(jīng)過(guò)其附近的恒星而長(zhǎng)大。(根據(jù)質(zhì)能守恒定律,形成恒星的氣體并不會(huì)減少而是轉(zhuǎn)換成其他形態(tài)。所以新的恒星可能會(huì)一直產(chǎn)生。)

　　10^17～10^18年后，對(duì)于一個(gè)星系來(lái)說(shuō)只剩下黑洞和一些零星分布的死亡了的恒星，這時(shí)，組成恒星的質(zhì)子不再穩(wěn)定。10^32年后，質(zhì)子開(kāi)始衰變?yōu)楣庾雍透鞣N輕子。10^71年后，這個(gè)衰變過(guò)程進(jìn)行完畢，宇宙中只剩下光子、輕子和一些巨大的黑洞。

　　10^108年后，通過(guò)蒸發(fā)作用，有能量的粒子會(huì)從巨大的黑洞中逃逸出。宇宙將歸于一片黑暗。這也許就是開(kāi)宇宙“末日”到來(lái)時(shí)的景象，但它仍然在不斷地、緩慢地膨脹著。(但質(zhì)子是否會(huì)衰變還未得到結(jié)論，因此根據(jù)質(zhì)能守恒定律。宇宙中的質(zhì)能會(huì)不停的轉(zhuǎn)換。)

　　閉宇宙的結(jié)局：閉宇宙中，膨脹過(guò)程結(jié)束時(shí)間的早晚取決于宇宙平均密度的大小。如果假設(shè)平均密度是臨界密度的2倍，那么根據(jù)一種簡(jiǎn)單的理論模型，經(jīng)過(guò)400～500億年后，當(dāng)宇宙半徑擴(kuò)大到21世紀(jì)初的2倍左右時(shí)，引力開(kāi)始占上風(fēng)，膨脹即告停止，而接下來(lái)宇宙便開(kāi)始收縮。

　　以后的情況就像一部宇宙影片放映結(jié)束后再倒放一樣，大爆炸后宇宙中所發(fā)生的一切重大變化將會(huì)反演。收縮幾百億年后，宇宙的平均密度又大致回到21世紀(jì)初的狀態(tài)，不過(guò)，原來(lái)星系遠(yuǎn)離地球的退行運(yùn)動(dòng)將代之以向地球接近的運(yùn)動(dòng)。再過(guò)幾十億年，宇宙背景輻射會(huì)上升到400開(kāi)，并繼續(xù)上升，于是，宇宙變得非常熾熱而又稠密。 在坍縮過(guò)程中，星系會(huì)彼此并合，恒星間碰撞頻繁。

　　這些結(jié)局只是假想。

　　近幾年來(lái)，一批西方的天文學(xué)家發(fā)表了關(guān)于“宇宙無(wú)始無(wú)終”的新論斷。他們認(rèn)為，宇宙既沒(méi)有“誕生”之日，也沒(méi)有終結(jié)之時(shí)，而就是在一次又一次的大爆炸中進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，循環(huán)往復(fù)，以至無(wú)窮的。

　　加速膨脹

　　一個(gè)科學(xué)家小組使用美國(guó)宇航局斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行的最新測(cè)量顯示，宇宙的膨脹速度約為46英里(74公里)每秒·每百萬(wàn)秒差距(更精確的數(shù)值為：74.3 ± 2.1 (km/s)/Mpc)。

　　諾貝爾獎(jiǎng)獲得者布萊恩·施密特指出：

　　“物質(zhì)與物質(zhì)之間的空間正在加大。“

　　這意味者百億年后的未來(lái)，絢爛的星空用肉眼再難觀測(cè)到，黑夜將一片空寂，大概1000億年之后，除了我們所在的銀河系，所有星系都將相距遙遠(yuǎn)各自飄離，人們看到的宇宙將空無(wú)一物。

　　個(gè)別科學(xué)家有一個(gè)假說(shuō)：基于相關(guān)發(fā)現(xiàn)中所獲數(shù)據(jù)的計(jì)算產(chǎn)生了一個(gè)壞消息，即宇宙可能會(huì)在數(shù)百億年后面臨一場(chǎng)災(zāi)難。“如果你利用我們現(xiàn)在知道的所有物理學(xué)(知識(shí))直接計(jì)算，這是個(gè)壞消息，”美國(guó)費(fèi)米國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室理論物理學(xué)家約瑟夫·利肯日前在美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)2013年年會(huì)上對(duì)媒體表示。

　　利肯說(shuō)，我們生活的宇宙并不穩(wěn)定，科學(xué)界一直希望推算宇宙的長(zhǎng)期穩(wěn)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(zhì)量，最近的發(fā)現(xiàn)提供了相關(guān)數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的計(jì)算顯示數(shù)百億年后將有一場(chǎng)災(zāi)難——“一個(gè)被認(rèn)為會(huì)成為‘替代宇宙’的小空泡將在某處出現(xiàn)，隨后逐漸膨脹并最終將我們破壞”。他認(rèn)為，小空泡將以光速膨脹。