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  氵汪汪氵 2011-11-16 00:00:00

  廣袤無限的，囊括無數(shù)天體的空間體。

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  你又無語了是嗎 2011-11-16 00:00:00

  物質(zhì)存在的空間。

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  十銘可銘 2011-11-16 00:00:00

  宇宙是怎樣形成的 自從人類具有理性思維以后，冥冥星空便成了人類注目的神秘之地。人們常常要問：宇宙究竟是什么？宇宙有多大？宇宙是怎樣誕生的？它經(jīng)歷了什么樣的過程，才演化成今天所見到的這個樣子？以后又將會怎樣？……無限的宇宙，蘊(yùn)藏著無數(shù)未解之謎。 我們的祖先曾經(jīng)用許多美麗的神話來解釋一些他們當(dāng)時無法解釋的自然現(xiàn)象。關(guān)于宇宙的起源，有這樣一個傳說：起初天地沒有分開，活像一個大雞蛋。在這個雞蛋里睡著開天辟地的鼻祖盤古。盤古在雞蛋里睡了一萬八千年，才不斷長大了。有一次盤古伸腿，蛋殼碰痛了他的腳趾，他疼醒了，發(fā)現(xiàn)自己四周被圍，十分生氣，便找來神斧，對準(zhǔn)一個薄弱處，奮力砍去，他又砍又撐，使盡全身力氣，終于使蛋殼破裂。隨著蛋殼崩裂的巨響，輕的東西向上飄，變成了天，重的東西向下沉，變成了地。位居天地之間的盤古一日九變，長高一丈。又過了一萬八千年，天升到Z高處，地降到Z深處，盤古也長到了頭，終于精疲力盡，像山崩一樣倒塌下來，他的肢體化成了山岳，肌肉變成了良田，血液化為江河，筋脈變成了大陸，齒骨變成了礦物，皮毛變成了草木。 神話終究是神話?？茖W(xué)家們?yōu)榱私议_宇宙形成之謎，進(jìn)行了大量的研究，提出了種種假說。本世紀(jì)20年代，天文學(xué)家J.E.勒梅特首先提出“宇宙是由一個非常小的物體爆發(fā)而成”的看法，40年代，物理學(xué)家喬治·伽莫夫把這個爆炸叫做“大爆炸”，建立了“宇宙大爆炸”學(xué)說。 “大爆炸”理論認(rèn)為我們的宇宙原是一個不大的、但密度極高、溫度極高的火球。如果把現(xiàn)在生成的地球比喻為一只乒乓球，那么宇宙的圓球直徑就好比足球場。大約在150億年前，這個原始火球突然發(fā)生了驚天動地的大爆炸，把物質(zhì)拋向四周，從此產(chǎn)生了宇宙。從那時起，宇宙開始膨脹，溫度也隨著空間的擴(kuò)大而降低。當(dāng)宇宙年齡為10－44秒時，溫度高達(dá)1032℃，在這以后一剎那，即經(jīng)過10－34秒后，宇宙突然“暴脹”，就像大氣球突然被大人猛烈一吹那樣，宇宙發(fā)生了巨大的爆炸，爆炸使宇宙在剎那間擴(kuò)大了1029倍。大爆炸后0.01秒，宇宙溫度下降為1011℃；0.1秒后，溫度降到300億度；在13.8秒后溫度進(jìn)一步降到30億度；35分鐘時，溫度已降到3億度。大爆炸后30萬年，溫度已下降到3000℃，宇宙開始變得透明了，在這期間也開始形成了化學(xué)元素。 150億年來，宇宙在不斷膨脹，溫度在逐漸降低，與此同時，產(chǎn)生和繁衍了生物。 有人像按比例尺畫地圖那樣，將這150億年的宇宙進(jìn)化歷程濃縮在一年里，使我們得到了一個極為直觀有趣的“宇宙日歷”：1月10日，大爆炸，宇宙脫穎而出；5月1日，浩瀚的銀河系誕生；9月9日，太陽系問世；9月14日，地球形成；9月24日，地球上出現(xiàn)了原始生命；11月12日，綠色植物破土而出；12月26日，更高級的哺乳動物出現(xiàn)；12月31日0時22分30秒，原始人類站在地球上；23分46秒，北京猿人創(chuàng)造了火；23分59秒，ZG歷史衍續(xù)到春秋……宋代；24分，進(jìn)入了迄今仍在繼續(xù)的現(xiàn)代化社會?？梢娙祟悮v史只是宇宙歲月中極其短暫的一瞬。 大爆炸宇宙論的創(chuàng)立，標(biāo)志著人類用科學(xué)的思辨推開了通向宇宙的門扉，成為人類文明史上的重要里程碑。 1964年，彭齊亞斯和威爾遜用射電天文望遠(yuǎn)鏡在太空中發(fā)現(xiàn)了“大爆炸的遺物”3K微波背景輻射，證實(shí)了“大爆炸”理論的正確性，因此獲得了1978年諾貝爾獎學(xué)金。 80年代，諾貝爾物理獎獲得者丁肇中領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在瑞士建造了名為“萊潑”的超級加速器來模擬宇宙爆炸。該加速器周長有27千米，它的龐大身軀將從鄰近瑞士日內(nèi)瓦的平原，一直延伸到法國紫羅山下，所有的電纜、機(jī)器都深埋在地下50～100米深處。研究小組將約10億伏特電子輸入粒子加速器后，去和同樣高壓的反電子對撞。這億分之一秒的撞擊，將激發(fā)出相當(dāng)于太陽表面溫度幾百億倍的高溫，模擬天地初開時那一剎那：宇宙爆炸。 1989年11月，美國發(fā)射了“宇宙背景探測者號”（COBE）衛(wèi)星（簡稱“科勃”），12月，“科勃”首次探查深空時，看到了一個wan美的宇宙，既無形狀亦無變異，大爆炸的余輝是浩瀚、均勻的背景，以僅高于零度的溫度向四方空間輻射。“科勃”證實(shí)宇宙始于一次猛烈的大爆炸而均勻擴(kuò)張并冷卻至現(xiàn)在的狀態(tài)。美國科學(xué)家Z近又觀測到一距離地球150億光年的云團(tuán)，這是迄今為止所觀測到的Z大Z遙遠(yuǎn)的物體，這些云團(tuán)的產(chǎn)生和存在，是由于大爆炸造成的。美國宇航局的宇宙背景探測器（COBE）還發(fā)現(xiàn)了宇宙誕生中原始火球的殘留物，該小組的Z新結(jié)果表明，大爆炸宇宙學(xué)通過了Z嚴(yán)峻的考驗(yàn)。 現(xiàn)代宇宙系當(dāng)中Z有影響的一種學(xué)說，又稱大爆炸宇宙學(xué)。與其他宇宙模型相比，它能說明較多的觀 測事實(shí)。它的主要觀點(diǎn)是認(rèn)為我們的宇宙曾有一段從熱到冷的演化歷程。在這個時期里，宇宙體系并不是靜止的，而是在不斷地膨脹，使物質(zhì)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(guī)模巨大的爆發(fā)。根據(jù)大爆炸宇宙學(xué)的觀點(diǎn)，大爆炸的整個過程是：在宇宙的早期，溫度極高，在100億度以上。物質(zhì)密度也相當(dāng)大，整個宇宙體系達(dá)到平衡。宇宙間只有中子、質(zhì)子、電子、光子和中微子等一些基本粒子形態(tài)的物質(zhì)。但是因?yàn)檎麄€體系在不斷膨脹，結(jié)果溫度很快下降。當(dāng)溫度降到10億度左右時，中子開始失去自由存在的條件，它要么發(fā)生衰變，要么與質(zhì)子結(jié)合成重氫、氦等元素；化學(xué)元素就是從這一時期開始形成的。溫度進(jìn)一步下降到100萬度后，早期形成化學(xué)元素的過程結(jié)束（見元素合成理論）。宇宙間的物質(zhì)主要是質(zhì)子、電子、光子和一些比較輕的原子核。當(dāng)溫度降到幾千度時，輻射減退，宇宙間主要是氣態(tài)物質(zhì)，氣體逐漸凝聚成氣云，再進(jìn)一步形成各種各樣的恒星體系，成為我們今天看到的宇宙。大爆炸模型能統(tǒng)一地說明以下幾個觀測事實(shí)： 　　（1）大爆炸理論主張所有恒星都是在溫度下降后產(chǎn)生的，因而任何天體的年齡都應(yīng)比自溫度下降至今天這一段時間為短，即應(yīng)小于200億年。各種天體年齡的測量證明了這一點(diǎn)。 　?。?）觀測到河外天體有系統(tǒng)性的譜線紅移，而且紅移與距離大體成正比。如果用多普勒效應(yīng)來解釋，那么紅移就是宇宙膨脹的反映。 　　（3）在各種不同天體上，氦豐度相當(dāng)大，而且大都是30%。用恒星核反應(yīng)機(jī)制不足以說明為什么有如此多的氦。而根據(jù)大爆炸理論，早期溫度很高，產(chǎn)生氦的效率也很高，則可以說明這一事實(shí)。 　?。?）根據(jù)宇宙膨脹速度以及氦豐度等，可以具體計(jì)算宇宙每一歷史時期的溫度。大爆炸理論的創(chuàng)始人之一伽莫夫曾預(yù)言，今天的宇宙已經(jīng)很冷，只有溫度幾度。1965年，果然在微波波段上探測到具有熱輻射譜的微波背景輻射，溫度約為3K。 　　大爆炸理論認(rèn)為，宇宙起源于一個單獨(dú)的無維度的點(diǎn)，即一個在空間和時間上都無尺度但卻包含了宇宙全部物質(zhì)的奇點(diǎn)。至少是在120～150億年以前，宇宙及空間本身由這個點(diǎn)爆炸形成。 　　目前學(xué)術(shù)界影響較大的“大爆炸宇宙論”是1927年由比利時數(shù)學(xué)家勒梅特提出的，他認(rèn)為Z初宇宙的物質(zhì)集中在一個超原子的“宇宙蛋”里，在一次無與倫比的大爆炸中分裂成無數(shù)碎片，形成了今天的宇宙。1948年，俄裔美籍物理學(xué)家伽莫夫等人，又詳細(xì)勾畫出宇宙由一個致密熾熱的奇點(diǎn)于150億年前一次大爆炸后，經(jīng)一系列元素演化到Z后形成星球、星系的整個膨脹演化過程的圖像。但是該理論存在許多使人迷惑之處。 　　宏觀宇宙是相對無限延伸的。“大爆炸宇宙論”關(guān)于宇宙當(dāng)初僅僅是一個點(diǎn)，而它周圍卻是一片空白，即將人類至今還不能確定范圍也無法計(jì)算質(zhì)量的宇宙壓縮在一個極小空間內(nèi)的假設(shè)只是一種臆測。況且從能量與質(zhì)量的正比關(guān)系考慮，一個小點(diǎn)無緣無故地突然爆炸成浩瀚宇宙的能量從何而來呢？ 　　人類把地球繞太陽轉(zhuǎn)一圈確定為衡量時間的標(biāo)準(zhǔn)——年。但宇宙中所有天體的運(yùn)動速度都是不同的，在宇宙范圍，時間沒有衡量標(biāo)準(zhǔn)。譬如地球上東西南北的方向概念在宇宙范圍就沒有任何意義。既然年的概念對宇宙而言并不存在，大爆炸宇宙論又如何用年的概念去推算宇宙的確切年齡呢？ 　　1929年，美國天文學(xué)家哈勃提出了星系的紅移量與星系間的距離成正比的哈勃定律，并推導(dǎo)出星系都在互相遠(yuǎn)離的宇宙膨脹說。哈勃定律只是說明了距離地球越遠(yuǎn)的星系運(yùn)動速度越快--星系紅移量與星系距離呈正比關(guān)系。但他沒能發(fā)現(xiàn)很重要的另一點(diǎn)--星系紅移量與星系質(zhì)量也呈正比關(guān)系。 　　宇宙中星系間距離非常非常遙遠(yuǎn)，光線傳播因空間物質(zhì)的吸收、阻擋會逐漸減弱，那些運(yùn)動速度越快的星系就是質(zhì)量越大的星系。質(zhì)量大，能量輻射就強(qiáng)，因此我們觀察到的紅移量極大的星系，當(dāng)然是質(zhì)量極大的星系。這就是被稱作“類星體”的遙遠(yuǎn)星系因質(zhì)量巨大而紅移量巨大的原因。另外那些質(zhì)量小、能量輻射弱的星系（除極少數(shù)距銀河系很近的星系，如大、小麥哲倫星系外）則很難觀察到，于是我們現(xiàn)在看到的星系大多呈紅移。而銀河系內(nèi)的恒星由于距地球近，大小恒星都能看到，所以恒星的紅移紫移數(shù)量大致相等。 　　導(dǎo)致星系紅移多紫移少的另一原因是：宇宙中的物質(zhì)結(jié)構(gòu)都是在一定范圍內(nèi)圍繞一個ZX按圓形軌跡運(yùn)動的，不是像大爆炸宇宙論描述的從一個ZX向四周作放射狀的直線運(yùn)動。因此，從地球看到的紫移星系范圍很窄，數(shù)量極少，只能是與銀河系同一方向運(yùn)動的，前方比銀河系小的星系；后方比銀河系大的星系。只有將來研制出更高分辨程度的天文觀測儀器才能看到更多的紫移星系。 　　宇宙中的物質(zhì)分布出現(xiàn)不平衡時，局部物質(zhì)結(jié)構(gòu)會不斷發(fā)生膨脹和收縮變化，但宇宙整體結(jié)構(gòu)相對平衡的狀態(tài)不會改變。僅憑從地球角度觀測到的部分（不是全部）可見星系與地球之間距離的遠(yuǎn)近變化，不能說明宇宙整體是在膨脹或收縮。就像地球上的海洋受引力作用不斷此漲彼消的潮汐現(xiàn)象并不說明海水總量是在增加或減少一樣。 　　1994年，美國卡內(nèi)基研究所的弗里德曼等人，用估計(jì)宇宙膨脹速率的辦法計(jì)算宇宙年齡時，得出一個80～120億年的年齡計(jì)算值。然而根據(jù)對恒星光譜的分析，宇宙中Z古老的恒星年齡為140～160億年。恒星的年齡倒比宇宙的年齡大。 　　1964年，美國工程師彭齊亞斯和威爾遜探測到的微波背景輻射，是因?yàn)椴紳M宇宙空間的各種物質(zhì)相互之間能量傳遞產(chǎn)生的效果。宇宙中的物質(zhì)輻射是時刻存在的，3K或5K的溫度值也只是人類根據(jù)自己判斷設(shè)計(jì)的一種衡量標(biāo)準(zhǔn)。這種能量輻射現(xiàn)象只能說明宇宙中的物質(zhì)由于引力作用，在大尺度空間整體分布的相對均勻性和星際空間里確實(shí)存在大量我們目前還觀測不到的“暗物質(zhì)”。 　　至于大爆炸宇宙論中的氦豐度問題，氦元素原本就是宇宙中存在的僅次于氫元素的數(shù)量極豐富的原子結(jié)構(gòu)，它在空間的百分比含量和其它元素的百分比含量同樣都屬于物質(zhì)結(jié)構(gòu)分布規(guī)律中很平常的物理現(xiàn)象。在宇宙大尺度范圍中，不僅氦元素的豐度相似，其余的氫、氧……元素的豐度也都是相似的。而且，各種元素是隨不同的溫度、環(huán)境而不斷互相變換的，并不是始終保持一副面孔，所以微波背景輻射和氦豐度與宇宙的起源之間看不出有任何必然的聯(lián)系。 論面臨的難題還有，如果宇宙無限膨脹下去，Z后的結(jié)局如何呢？德國物理學(xué)家克勞修斯指出，能量從非均勻分布到均勻分布的那種變化過程，適用于宇宙間的一切能量形式和一切事件，在任何給定物體中有一個基于其總能量與溫度之比的物理量，他把這個物理量取名為“熵”，孤立系統(tǒng)中的“熵”永遠(yuǎn)趨于增大。但在宇宙中總會有高“熵”和低“熵”的區(qū)域，不可能出現(xiàn)均勻的狀態(tài)。所以，那種認(rèn)為由于“熵”水平的不斷升高而達(dá)到Z大值時，宇宙就會進(jìn)入一片死寂的永恒狀態(tài)，Z終“熱寂”而亡的結(jié)局，是把我們現(xiàn)在可觀測到的一部分宇宙范圍當(dāng)作整個宇宙的誤識。 說的明確一些，當(dāng)宇宙膨脹到一定程度，所有星系行星會疏離，分子分解至夸克，而至更小。整個宇宙繼續(xù)膨脹，變成死寂狀態(tài)。這項(xiàng)預(yù)測是根據(jù)數(shù)百個A1超新星的亮度作出的。 　　根據(jù)天文觀測資料和物理理論描述宇宙的具體形態(tài)，星系的形態(tài)特征對研究宇宙結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，從星系的運(yùn)動規(guī)律可以推斷整個宇宙的結(jié)構(gòu)形態(tài)。而星系共有的圓形旋渦結(jié)構(gòu)就是整個宇宙的縮影，那些橢圓、棒旋等不同的星系形態(tài)只是因?yàn)樾窍的挲g和觀測角度不同而產(chǎn)生的視覺效果。 　　奇妙的螺旋形是自然界中Z普遍、Z基本的物質(zhì)運(yùn)動形式。這種螺旋現(xiàn)象對于認(rèn)識宇宙形態(tài)有著重要的啟迪作用，大至旋渦星系，小至DNA分子，都是在這種螺旋線中產(chǎn)生。大自然并不認(rèn)可筆直的形式，自然界所有物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)都是曲線運(yùn)動方式的圓環(huán)形狀。從原子、分子到星球、星系直到星系團(tuán)、超星系團(tuán)無一例外，毋庸置疑，浩瀚的宇宙就是一個大旋渦。因此，確立一個“螺旋運(yùn)動形態(tài)宇宙模型”，比那種作為所有物質(zhì)總和的“宇宙”卻脫離曲線運(yùn)動模式而獨(dú)辟蹊徑，以直線運(yùn)動方式從一個ZX向四面八方無限伸展的“大爆炸宇宙模型”，更能體現(xiàn)真實(shí)的宇宙結(jié)構(gòu)形 　　還有一點(diǎn)，大爆炸是循環(huán)的，有科學(xué)家聲稱：宇宙現(xiàn)在的膨脹達(dá)到極點(diǎn)時將又發(fā)生一場大爆炸。如同黑洞的形成過程一樣，宇宙將變成一個高密度、小體積的球體?？s小到一定程度后，將再次發(fā)生大爆炸。根據(jù)能量守恒定律，宇宙的能量并沒有消亡。但是，卻沒有人能解釋，大爆炸每次循環(huán)時間、空間、分子結(jié)構(gòu)等等，都是像上次一樣（幾千幾百億年以后，又有太陽系，又有地球，又有ZG，又有你），還是重新排列（光憑空可以彎曲） 。 親，選我吧，我找的不容易啊啊?。? 宇宙就是道。一生二，二生三，三生萬物。 從集合的角度來說，宇宙就是全集。

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