现代宇宙学的基本观点是什么

发布网友发布时间：2023-04-22 09:09

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热心网友时间：2023-11-09 22:22

宇宙论（或宇宙学）是对宇宙整体的研究，并且延伸至探讨人类在宇宙中的地位。虽然宇宙学这个词是最近才有的，但是人们对宇宙的研究已经有很长的一段历史了，古希腊的托勒密是宇宙学已知的最早先驱。现代宇宙学是数学和物理的代名词，早已摒弃宗教和纯哲学概念，借助大型物理实验和超级望远镜，依托现代天文学，数学研究宇宙深层次的原理。如美国国家航空暨太空总署（NASA）协同国际伙伴建造的詹姆斯.韦伯太空望远镜将能观察大爆炸后约2亿年的景象。宇宙观自古以来，人类就不愿放弃我们在宇宙里起着中心作用的想法。先是提出了地心宇宙观，放弃地心宇宙观以后又提出了日心宇宙观。直到20世纪人们才认识到，我们的太阳不过是处在一个普普通通星系边沿的一颗普普通通的恒星。我们的星系是一个大星系团外部的一个松散星系群的一员。甚至这个星系团（即室女座星系团）同我们在宇宙中其他地方看到的真正巨大的星系团相比，也只不过是一个毫不出众的角色而已。我们在宇宙中的地位可以说是平凡到了极点。这种用最大的光学望远镜观测得来的知识，给宇宙学者留下了一个棘手的难题。我们的观测是从宇宙中的一个特殊位置进行的，而建立一个宇宙学理论却要求一般地了解整个宇宙中物质的性质和分布。宇宙学者需要摆脱这种令人遗憾的*，他们的办法是假设一个普适原理，这个原理要求宇宙在我们附近的部分同极遥远的区域相比没有什么差别。有很强的哲学理由来为这种普适原理辩护。举个例来说，物理学规律在全宇宙中应当是同样的；因为若不如此，实验就会不可重复，而我们的物理规律就会不成其为规律了。一个更强的要求是，大宇宙应当尽可能地简单。用可以容许的最简单模型来解释现象，这是物理学前进的自然方式。不过，宇宙学原理也有一些不同的说法。1543年，哥白尼提出地球可能不是宇宙的中心。哥白尼学说的逻辑推广是应将我们的银河系从任何优越的空间位置挪走。于是我们得到了近代宇宙论的重要基石，即哥白尼宇宙学原理。这个原理说，我们在宇宙空间中并不处于特别优越的位置。人们研究了天文底片上的大量星系以后发现，它们的出现频率在不同方向上是颇为相似的。这一迹象表明，宇宙是局域各向同性的，从地球上看来，宇宙在不同方向上显示出相同的面貌。（从中心看一个球是各向同性的，而看一个鸡蛋就不然了。）哥白尼原理要求，宇宙在空间任何一点周围都是各向同性的。矩的反射应足以验证，点点各向同性要求宇宙在空间上也必须均匀。因为，如果宇宙是非均匀的，那么它只能在某些特定位置上显示出各向同性。推广某些宇宙学者曾试图把宇宙学原理推广到包括沿时间不变的概念。根据这个原理，至少在最大的尺度上宇宙是永恒不变的。于是，完美宇宙学原理说，从空间和时间中的任何一点看去，宇宙都呈现出相似的面貌。由这个假设导出的稳恒态宇宙论已被观测排除。因而，宇宙学者一般只接受宇宙学原理的较弱的形式，而我们也乐于承认，宇宙在空间（而不是时间）中是近似均匀且各向同性的。原理为了完备起见，我们还得谈谈人择宇宙学原理。这个原理采取的观点同完美宇宙学原理正好相反，宣称人类是在一个特定时期观察着宇宙的，尽管宇宙从空间任何点看去显得一样。假设这个特定时期是因为需要产生那些有利于生命演化的特殊条件，比方说，宇宙比现在炽热得多或稠密得多，星系就不能形成；假如引力的强度和我们的观测值大不相同，行星系统就不能形成，或不适合于我们所知的生命形式存在。现已查明，地球的年龄和天文学家发现的最老恒星或星系的年龄相仿（顶多差4倍），这毕竟是一个惊人的符合。人择宇宙学原理用“许可”来解释这种相似性。宇宙本来可以比它实际的情形不规则和无序得多。人择宇宙学原理断言，若是那样的话，各种条件就不能容许生命存在了。因此，作为观察者，我们是生活在一个非常特殊的宇宙中，并且这个宇宙必须是均匀各向同性的。“人择”是一个非常基本的论据，因为它试图对哥白尼宇宙学原理作出解释，而后者几乎是所有有生命力的宇宙论的核心。

热心网友时间：2023-11-09 22:22

地心说（托勒密）日心说（哥白尼）大爆炸它的主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙体系并不是静止的，而是在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化。这一从热到冷、从密到稀的过程如同一次规模巨大的爆炸。根据大爆炸宇宙学的观点，大爆炸的整个过程是：在宇宙的早期，温度极高，在100亿度以上。物质密度也相当大，整个宇宙体系达到平衡。宇宙间只有中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。但是因为整个体系在不断膨胀，结果温度很快下降。当温度降到10亿度左右时，中子开始失去自由存在的条件，它要么发生衰变，要么与质子结合成重氢、氦等元素；化学元素就是从这一时期开始形成的。温度进一步下降到100万度后，早期形成化学元素的过程结束。宇宙间的物质主要是质子、电子、光子和一些比较轻的原子核。当温度降到几千度时，辐射减退，宇宙间主要是气态物质，气体逐渐凝聚成气云，再进一步形成各种各样的恒星体系，成为我们今天看到的宇宙
哲学和宗教意义哲学上，有一些对大爆炸理论诠释完全主观和超越科学。一些诠释企图解释大爆炸的原因(第一因)，被自然主义的哲学家批评为现代的世界起源神话。一些人相信大爆炸理论支持传统的世界起源观点，譬如在创世记所载的，另一些人认为所有大爆炸理论都与传统观点不合。大爆炸理论本身是纯粹的科学理论，不与宗教关连。但是一些*教教会，包括罗马天主教教会已经接受大爆炸理论，把它作为哲学上宇宙起源的一种描述

热心网友时间：2023-11-09 22:23

　　宇宙学研究的对象自然就是宇宙了，其中主要的问题是宇宙的结构和演化。不过什么是宇宙呢，这是宇宙学（和哲学）中的最基本问题。从字面上来说，宇宙是一切时间和空间的总称。从意义上讲，宇宙是一切客观存在事物的总称。

　　通过理论和观测，天文学家们对于宇宙的结构和演化已经有了一定的了解。

　　宇宙的大尺度结构十分有序。和恒星的成团现象相类似，星系在大尺度上也有成团现象。一般的星系团由数十个星系组成，我们的银河系就位于一个约30个星系组成的本星系团中。距离我们最近的星系团是室女座星系团，平均距离大约几千万光年。星系团在更大的尺度上也有成团现象，数个星系团聚集在一起构成超星系团。我们所在的本星系团和室女座星系团同属于一个超星系团--本超星系团。

　　现代宇宙学的宇宙演化理论建立在广义相对论和量子场论的基础上。从这些理论出发，天文学家和理论物理学家推算出了宇宙的过去和将来。目前学术界普遍认为，宇宙起源于一次大爆炸。最初的宇宙是一个数学上的奇点，在这一点上的质量和时空曲率都是无限大。由于某种不稳定性，奇点“爆炸”了，这样就形成了早期的宇宙。宇宙的温度随着的膨胀渐渐降低，使基本粒子和原子得以形成，进而形成了众多的恒星和星系。至于宇宙的将来，大致有两种可能：一种是继续膨胀下去，另一种就是塌缩回原来的奇点。具体会是那种结果，取决于一个目前无法准确获得的的宇宙学参数。所以，宇宙的将来目前还不清楚。

热心网友时间：2023-11-09 22:24

现代宇宙模型的研究始于爱因斯坦。爱因斯坦的广义相对论预言，一定质量的天体，将对周围的空间产生影响而使它们“弯曲”。弯曲的空间会迫使其中穿过的光线发生偏转，例如太阳就会使经过其边缘的遥远星体光线发生1.75弧秒的偏转。通常，由于太阳的光太强而使人们无法观测到这一事实。1919年发生了日全蚀，一个英国考察队终于观测到太阳附近的光线偏转，得到的偏转数据正是爱因斯坦所预言的“1.75弧秒”。爱因斯但的广义相对论认为，时间和空间并不像人们（牛顿理论）一贯认为的那样：空间只是一个让物体在其中运动而本身却不受任何影响的容器；时间则如江河入海，自然流淌。空间更像是一个形状依赖于其上所载小球的弹性薄膜，自由粒子和光沿着这一形变薄膜上弯曲的短程线运动，就像它们在小球引力的作用下偏离直线运动一样；时间则与运动状态和相关，又通过运动状态与空间（参考系）发生了联系。这种关于时间、空间和引力的全新理论，不仅正确地预言了掠过太阳边缘的星光会发生1.75弧秒的偏折，而且完满地解释了牛顿引力理论不能说明的水星近日点每百年前移43弧秒的现象，因而逐步得到人们的公认，为上演代宇宙学这场气势恢弘的戏剧搭好了坚实的舞台。1917年，爱因斯坦率先把他的广义相对论应用于宇宙学研究，得到一个“有限无界的静态宇宙”模型。根据广义相对论，宇宙的几何性质取决于物质的质量分布状态，引力场使之对应于弯曲的“黎曼几何空间”。所谓“有限无界”是说整个宇宙是一个弯曲的封闭体，它的体积有限而物质均匀分布；而“静态”则是就宇宙的整体空间而言，并非说宇宙的各个部分都全然静止不动。尽管后来（1922年）发现宇宙不可能保持稳定而被放弃，但毕竟是一次开创性的尝试，揭开了现代宇宙学研究的序幕。