宇宙的奥秘简介100字
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发布时间:2024-10-04 23:48
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时间:2024-10-23 02:39
第二章 宇宙的奥妙
第一节 宇宙的简单认识
当我们谈论浩瀚的宇宙时,我们被带入了一个神秘的太空。它让我们感到自己无比渺小,我们赖以生存的地球在宇宙中也是如此微不足道。面对宇宙,我们所认识的只是沧海一粟。我们只能将不认识和无法认识的推给我们的宇宙的神密的主人——上帝。宇宙就是天地万物的总称。古代把空间称为宇,把时间称为宙,用空间和时间来表达宇宙的内涵。地球是宇宙中的一个星球,地球上的许多自然现象都与它所处的宇宙环境和它自身的运动有着密切的关系。我们站在地球上,在晴朗的夜晚,我们用肉眼或借助望远镜,可以看见星光闪烁的恒星,但我们所看到的不是现在的恒星,而是几百万或几亿年以前在那里出现过的恒星。太阳和千千万万颗恒星组成庞大的恒星集团,称为银河系。在银河系中,象太阳这样的恒星有2000多亿颗,银河系的主体部分的直径为8万光年。银河系以外还有许许多多的,同银河系规模相当的天体系统称为河外星系,简称星系。用目前最大的望远镜可以观测到数以十亿计的星系,其中离我们最远的达150亿至200亿光年,这仅仅是我们利用现代科学技术探索到的宇宙世界,也是我们目前能观测到的宇宙范围。宇宙到底有多大,谁也不能回答这个问题。现在有些关于宇宙范围和时间的界定,是缺乏理论依据的,也饥悔是不符合事实的,是谬误的说词。人们到现在还没有发现宇宙的边缘, 永远也不可能发现宇宙的边缘,也无法定性宇宙的生成的时间。只能用“无穷大”来说明宇宙的外延。在宇宙中存在的物质更是纷繁复杂。发光发热的恒星,吸光吸热的黑洞,无孔不入的射线,磁场,还有许许多多人们没有发现和没有猜想到的东西。恒星对人们来说相对熟悉一些。但黑洞对于大多数人来说是陌生的。黑洞,现在的科技水平还是难以测量。对于一个黑洞,只能通过它周围的物质的状态来推测。黑洞是由一个只允许外部物质和辐射进入,而不允许物质和辐射从中逃出的时空区域,是引力场很强的一种天体,就连光也不能逃脱出来。据天文学家研究,等恒星的半径小到一特定值(天文学上叫“史瓦西半径”)时,就连垂直表面发射的光都被捕获了。这往往是恒星的末日。说它“黑”是相对于恒星而说的。它就像宇宙中的无底洞,任何物孝兆质一旦掉进去,“似乎”就无法逃脱。在这个天体内部的光是无法逃逸,所以我们无法直接观测到黑洞。然而,可以通过测量它对周围天体的作用和影响,来间接观测或测定到它的存在。宇宙是由一些大大小小的远离平衡的系统组成的。几个或更多的发光发热的天体,围绕着一个吸光、吸热的,并散布着阴冷、阴暗信息的天体旋转,组成远离平衡的系统,这就是宇宙中是普遍存在的现象。黑洞有“隐身术”,人们无法直接观察到它,科学家只能对它内部结构提出各种猜想。我们都知道,光是沿直线传播的。这是一个最基本的常识。可是根据广义相对论,空间会在引力场作用下弯曲。这时候,光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播,但走的已经不是直线,而是曲线。在经过大密度的天体时,四维空间会弯曲。光会掉到这样的陷阱里。形象地讲,光只不过因为强大的引力把它拉得偏离了原来的方向。更有趣的是,有些恒星不仅是朝着地球发出的光能直接到达地球,它朝其它方向发射的光也可能被附近的黑洞的强引力折射而能到达地球。这样我们不仅能看见这颗恒星的“脸”,还同时看到它的侧面、甚至后背。这在一定角度上,说明黑洞的自我相对于恒星的自我是有着载然不同的倾向,恒星自我向外释放能量,散发着光,而黑洞竟然吸引着光,同时光也在其自我力的作用下,产生了抗吸引的力。对于黑洞的概念,人们也无法找到明确的外延,据我们分析,黑洞的中心相对于周围是溃乏的,同外界形成了严重的失衡,或者可以认为是特殊的“真空”。但是在一个很大的外延上,存在着由原来形成的向心力的自然惯性,维持这种的平衡。据有的天文学家认为,黑洞的产生过程类似于中子星;恒星的核心在自身重量的作用下迅速地收缩,发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止,被压缩成一个密实的星球。但在黑洞情况下,由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去,中子本身在挤压引力自身的吸引下成为密度高到难以想象的物质,任何靠近它的物体都会被它吸进去,如果可以假想的话,在黑洞中的物质,很大程度上,原子核大量破裂,中子破裂,也有可能原子核内部的质子破裂,电子也可能破裂,被重分解,合并,重组,重新形成我们目前无从发现而难以想象的物质,这种物质在视角概念上,在实际形态上,我们现在还不得而知。或许我们现在发现的仪器还不能测量和估量这些物质。我们仅仅站在人类的自然属性的角度上来分析研究宇宙,或许是幼稚的。然而我们暂时只能这么推理。天文学家认为,黑洞相对于恒星,可以在我们的认识角度上,当作“阴极”。它强大的吸引力来自于它自身,因为它内部物质是需要光,要是有质子的话,是太需要电子了。它对周围物质的吸引是为了满足其内部物质的需要。它对太空中光和热的强裂吸引维直着自我,同时维直着同恒星天体的对立统一体。
第二节 对“大爆炸”理论的探讨
有人提出了大爆炸的说法,他们认为:大爆炸(英文:Big Bang)是描述宇宙诞生初始条件及其后续演化的宇宙学模型,这一模型受到了一些宇宙研究学家的支持。这些宇宙学家通常所指的大爆炸观点为:宇宙是在过去有限的时间之前,由一个密度极大且温度极高的太初状态演变而来的(根据2010年所得到的最佳的观测结果,这些初始状态大约存在发生于133亿年至139亿年前),并经过不断的膨胀到达今天的状态。
比利时牧师、物理学家乔治•勒梅特首先提出了关于宇宙起源的大爆炸理论,但他本人将其称作“原生原子的假说”。这一模型的框架基于了爱因斯坦的广义相对论,并在场方程的求解上作出了一定的简化(例如空间的均一和各向同性)。描述这一模型的场方程由苏联物理学家亚历山大•弗里德曼于1922年将广义相对论应用在流体上给出。1929年,美国物理学家埃德温•哈勃通过观测发现从地球到达遥远星系的距离正比于这些星系的红移,这一膨胀宇宙的观点也在1927年被勒梅特在理论上通过求解弗里德曼方程而提出,这个解后来被称作弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规。哈勃的观测表明,所有遥远的星系和星团在视线速度上都在远离我们这一观察点,并且距离越远退行视速度越大。如果当前星系和星团间彼此的距离在不断增大,则说明它们在过去的距离曾经很近。持这一观点的物理学家进一步推测:在过去宇宙曾经处于一个极高密度,且极高温度的状态,在类似条件下大型粒子加速器上所进行的实验结果则有力地支持了这一理论。然而,由于当前技术原因粒子加速器所能达到的高能范围还十分有限,因而到目前为止,还没有证据能够直接或间接描述膨胀初始的极短时间内的宇宙状态。因而,大爆炸理论还无法对宇宙的初始状态作出任何描述和解释。当前所观测到的宇宙中轻元素的丰度,和理论所预言的宇宙早期快速膨胀并冷却过程中最初的几分钟内,通过核反应所形成的这些元素的理论丰度值非常接近,定性并定量描述宇宙早期形成的轻元素的丰度的理论被称作太初核合成。大爆炸一词首先是由英国天文学家弗雷德•霍伊尔所采用的。霍伊尔是与大爆炸对立的宇宙学模型——稳恒态理论的倡导者,他在1949年3月BBC的一次广播节目中将勒梅特等人的理论称作“这个大爆炸的观点”。虽然有很多通俗轶事记录霍伊尔这样讲是出于讽刺,但霍伊尔本人明确否认了这一点,他声称这只是为了着重说明这两个模型的显著不同之处。霍伊尔后来为恒星核合成的研究作出了重要贡献,这是恒星内部通过核反应从轻元素制造出某些重元素的途径。1964年宇宙微波背景辐射的发现是支持大爆炸确实曾经发生的重要证据,特别是当测得其频谱从而绘制出它的黑体辐射曲线之后,大多数科学家都开始相信大爆炸理论了。所谓大爆炸,充其量只是宇宙中非常特殊的黑洞的爆炸。大爆炸理论中所说的,宇宙的大爆炸的时间是133亿年至139亿年以前;然而,我们己经发现了150亿光年和200亿光年的恒星,说明这些恒星在150亿年前至200亿年前就存在了,甚至还可能有25