作业帮宇宙究竟有限还是无限
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/14 21:04:40 初中作文
篇一：宇宙是有限还是无限论文
宇宙是有限还是无限的
摘要：关于宇宙到底是有限还是无限的，历时千百年的争论，终于尘埃落地，特此向世人宣告：我们的宇宙是无限的！
关键词：宇宙、有限、无限、暗能量、科学定理、定律、逻辑推理。
【中图分类号】p159
正文：
宇宙到底是有限还是无限的，这个问题，历来让人们争论不休，至今尚无定论。看来，要揭开这个古老而又深奥的谜底，还得集聚人类探索、观测及科研大量成果，特别是当今采用高科技手段对宇宙探索、发现所获得最新成果的基础上，运用现有的科学定理、定律和逻辑推理来完成这一壮举，应该是大有希望的。也许，新近发现的暗能量能帮上大忙．
“人类早期相信地球是宇宙的中心，哥伯尼认为太阳才是宇宙的中心，地球和其他行星围绕太阳转动，恒星则镶嵌在天球的最外层。布鲁诺则认为，宇宙没有中心，恒星都是遥远的太阳”.。
无论是托勒密的地球中心说，还是哥伯尼的日心说，都认为宇宙是有限的。教会支持宇宙有限的观点。争论并没有因教会烧死布鲁诺而停止下来，主张宇宙有限的人说：“宇宙怎么可以是无限的呢？”而主张宇宙是无限的人们则反问道：“宇宙怎么可以是有限的呢？ ”这个问题怎样也说不清楚。事实上若有人说宇宙有一个开端，那么人们要问，在宇宙开端之前又是什么？那么，宇宙就应
该是没有开端的了。假若人们说宇宙是有限的，那么，有限的宇宙之外又是什么呢？若是人们说宇宙是无限的，那么，这个无限的宇宙肯定尚未生成。不过，这个无始无限的宇宙说不定本来就存在呢。 在西方的哲学史上，著名的德国哲学家康德，提出宇宙在时间上和空间上是有限的“正命题”与宇宙在时空上是无限的“反命题”，二者都可以成立，并且都可以得到证明。
因此，在宇宙的有限无限问题上，存在着一对矛盾，一对二律背反，他均用反证法得以证实。
德国诗人海涅曾说过：“宇宙是有限的，还是无限的？一个白痴才指望有一个答案”。这反映该问题确实是不容易解决的。1691年，牛顿写给著名思想家里查德·本特里的信中所论证的是无限的宇宙空间。
英国剑桥大学理论物理学家尼尔·图罗克的研究成果认定：“??宇宙可能存在无限长时间，其体积也无限大”。
若按牛顿、图罗克认定宇宙是无限的，必然会引出光度佯谬和引力佯谬，而说明宇宙应该是有限的。
而当代著名的物理学家史蒂芬·霍金认为：“宇宙有限无界，只不过比地球多了几维”。
事实上，早在史蒂芬·霍金之前，阿尔伯特·爱因斯坦于1917年就提出了宇宙有限无界论。“爱因斯坦应用黎曼几何建立广义相对论，黎曼几何不同于欧氏几何，其三角形内角之和不等于1800，圆周率也不是3.14 ，它是球面几何”。
“空间如果不存在物质，时空是平直的，用欧氏几何就足够了。在狭义相对论中用的就是伪欧几里得空间，加上一个伪字，是因为时间坐标前面还有一个虚数单位i 。当空间存在物质时，物质与空间相互作用，使时空发生了弯曲，这时候就要用非欧几何了”。 “爱因斯坦将场方程应用到整个宇宙时，发现宇宙不是稳定的，它要么膨胀，要么收缩。当时的宇宙学认为宇宙是有限的，静止的，闭合的。于是他不惜修改场方程，加入了一个宇宙项，得到了一个稳定的解，提出了“有限无边宇宙模型”。
根据广义相对论的基本原理，空间的几何性质由物质决定，因而是弯曲的。弯曲程度用空间曲率k来描述。存在着以下三种可能性：
1、若k＜0，那么就得到双曲型罗巴切夫斯基空间；
2、若k=0， 那么就得到平直的欧几里得空间；
3、若k＞0 那么就得到椭圆形的黎曼空间。
上述三种可能性中，前两种空间都是开放的，无限的，后一种空间则是闭合的。也就是说，宇宙不仅有可能是无限的，也有可能是有限而无界的。都不违背广义相对的基本原理。至于现实的宇宙究竟是属于以上三种可能性的哪一种，这是广义相对论本身回答不了的。因为广义相对论提供的空间曲率k 是一个抽象的代数符号，而不是具体的数值。所以，必须要有其它条件才能下结论”。
前面谈到的光度佯谬是1826年奥尔伯斯提出：如果宇宙无限，那么利用光度学平方反比定律，就能证明天空无限明亮，这个与观测不符的论断叫做光度佯谬。
而引力佯谬是1894年西利格尔提出：如果宇宙无限，那么利用牛顿引力理论就能证明空间引力场的强度是发散的。这与观测不符的论断叫做引力佯谬。爱因斯坦正是以“无限宇宙会导致佯谬”为理由，才把“宇宙无限”的可能性排出了，结论只能是“宇宙有限而无界”，可见宇宙有限无界论的结论，实际上是以上述两个佯谬为依据的。
现在当我们重新审视这两个佯谬时发现：当年，奥尔伯斯在论证光度佯谬时运用的是视线法：“无限的宇宙不受限制地分布着有限大的恒星，每条视线必定会和某个恒星的表面相遇，因此天空不会有黑暗的缝隙——黑夜。”与现实存在的黑夜相左；而西利格尔在论证引力佯谬时，所假设的是“万有引力的超距作用将促是时空扭曲”与当今的探索发现《宇宙大爆炸》：宇宙的模样中所证实的“宇宙是平直的，时空不存在扭曲”截然不同。他们的假设条件都与事实不符。而宇宙的能量不足以产生明亮的夜空；牛顿万有引力的作用也未构成扭曲的宇宙。因此，两个佯谬均不成立。由于否定了以上两个佯谬，因此，无限宇宙的存在成为可能。
现在的问题是：如果能否定k＞0的黎曼空间的有限无界宇宙的存在，那么，大功就告成了。
2003年绕轨道运行的威尔金森微波各向异性探测器（wmap）和斯隆数字天文台（sdss）发现了暗能量。近73%的宇宙由神秘的暗能量组成；而宇宙中所有可见物质加起来仅占整个宇宙的4％；约23％的宇宙是暗物质。作为物质引力后两者之和仅占27% 。
由于暗能量是一种反重力或反引力即斥力，它在宇宙组成中，占有绝对优势，并促使宇宙加速膨胀，所以，由物质决定空间的几何性质的三种可能性中k＞0的有限无界静态的、封闭宇宙成为不可能；因此只有前两种k ＝ 0 、k＜0的开放的无限宇宙成为最大可能。
正是暗能量在宇宙组成中，所占73%的绝对优势，促成了以上所证实的：“宇宙是平直的，时空不存在扭曲”，而否定了k＞0椭圆形的黎曼宇宙空间的存；并肯定了k=0开放的、无限平直的欧几里得宇宙空间的存在。
所以，关于宇宙到底是有限还是无限的，历时千百年的争论，终于尘埃落地，特此向世人宣告：我们的宇宙是无限的！
2008．10． 20． 于乌鲁木齐
参考文献：《广义相对论》、[探索发现]《宇宙大爆炸》、《天文学》、《宇宙学》
篇二：宇宙是有限的,还是无限的？
宇宙是有限的，还是无限的？
首先我想说，虽然目前宇宙无限论还尚无法被否定，但是我仅从科学的角度坚定地支持宇宙有限理论。我的论述重点也将放在宇宙有限论上。
梦幻星空
当我们夜晚仰望星空时，总会被深邃的夜空深深地吸引，并产生遨游宇宙的美好遐想。
探寻“宇宙是有限还是无限？”这一问题的科学家们和我们一样，也是从这里开始思考宇宙的有限，无限问题的。
“宇宙有限”意味着人们未来有可能乘坐自己建造的飞行器到达宇宙的边界去揭开宇宙边缘的神秘世界。“宇宙无限”虽然在人们寻找宇宙边界的道路上会感到泄气，但是这也意味着宇宙中一定还存在像地球一样的存在智慧生物的星球，也就是说我们在宇宙中不是孤单的。
目前天文学家观察到的空间数据给予宇宙有限论很大支持。
根据现代宇宙学中最有影响的大爆炸学说，我们的宇宙是大约137亿年前由一个非常小的点爆炸产生的，目前宇宙仍在膨胀。
宇宙大爆炸示意图
这一学说认为，宇宙诞生初期温度非常高，随着宇宙的膨胀，温度开始降低，中子，质子，电子产生了。
这一理论的提出是基于天文学家在宇宙中发现的红移现象，就是离我们比较远的恒星由于快速的远离地球，使得其发出的光到达地球时的频率减小。我们知道光也是一种电磁波，满足公式 V=λf 而光速不变，那么地球上接受到的光就会比原来的恒星发出来的光的波长更长，大家知道可见光波长由短到长依次由蓝色光过度到红色光，因此原来本应为黄色的光线接收到时可能为红色，甚至成为可见光之外的红外线。这就是根据红移现象反推宇宙正在快速膨胀的原理。目前的宇宙观测结果都支持红移现象。基于我们的宇宙正在膨胀的推论，天文学家们在时间上进行反推，就得出了宇宙的时光倒退，那么宇宙将不断缩小，最终将收缩到一点，由此有了宇宙大爆炸学说。这也就是说宇宙并不是无限的它是有限并在不断膨胀着的时空。
红移原理图
在对宇宙大爆炸理论进行深入研究之后，天文学家认为发生大爆炸时，宇宙的温度是极高的，之后慢慢降温，刚到现在约150亿年后大约还残留着3K左右的热辐射。而后来美国新泽西州贝尔实验室的两位无线电工程师阿尔诺·彭齐亚斯(Arno Penzias)和罗伯特·威尔逊(Robert Wilson)却十分意外地发现了这种宇宙辐射场也成功并捕捉到了温度为2.725开尔文的宇宙背景辐射波段。为此197年的诺贝尔物理学奖授予了宇宙背景辐射的发现者。这进一步证明宇
宙大爆炸的观点，并为宇宙有限论注入了强有力的证据。
Arno Penzias and Robert Wilson 和他们的接收装置
可是这实在很难让人理解，如果宇宙当初是一个非常小的点，那么这一点之外又有什么呢？这是很多宇宙无限论支持者提出的问题，其实这样的问题是受人
的习惯思维的束缚，宇宙边界之外一定要存在什么吗？宇宙对于人来说确实太大了，但这不是我们理所当然认为宇宙是无限的理由 ，更不要让这样的直觉左右了我们对宇宙的看法。我们找到了宇宙大爆炸的初步证据，我相信未来宇宙有限论还会得到更进一步的证实。
既然宇宙是不断膨胀着的，那么不断多出来的空间从哪里来呢？我想说这和之前“物质”所面临的境况是一样的。在过去很久的时间里人们认为，物质是上帝给予的，上帝创造了这个世界，直到爱因斯坦漂亮的解释了这个问题。如果说物质的凭空产生可以由爱因斯坦的质能方程
是也能由一个漂亮简洁的的方程表示出来呢？
回应了前面的两个质疑，我总结一下本篇论文的要点。天文学家在宇宙发现红移现象后反演出了宇宙大爆炸理论，这成为了宇宙有限论的主要观点，并且在不久之后发现了宇宙背景辐射这一关键证据，这样宇宙有限理论就有了事实的依据，而宇宙无限理论更多的是靠人类的感官认识获得支持的。
最后我想说人类对宇宙的认识才刚刚起步，宇宙的组成也尚不明了，人们目前观测到的最远距离为300亿光年，这还远远不够，所以我相信将来宇宙有限论一定还会有新的发展。 目前关于宇宙有限论的最新进展：2010年12月有英国天文学家发表论文称，他们发现了我们所在宇宙很久之前曾受到其他平行宇宙“挤压”的证据。
英国伦敦大学物理与天文学学院的史蒂夫·菲尼和他的研究团队在研究了宇宙微波背景辐射图后得出了这一惊人结论。研究团队称，他们在图中发现了四个由“宇宙摩擦”形成的圆形图案，这表明我们的宇宙可能至少四次进入过其他宇宙。 解释的话，那么空间是不
篇三：宇宙是有限的还是无限的
宇宙是有限的还是无限的
古希腊哲学家伊壁鸠鲁说过一句话：宇宙是无限的。当然，我并不是哲学家 ，但我却认为宇宙是无限的：我们活在浩瀚的宇宙里，漫天漂浮的宇宙尘埃和星河光尘，我们是比这些还要渺小的存在。你并不知道生活在什么时候突然改变方向，陷入墨水一般浓稠的黑暗里去。你被失望拖进深渊，你被疾病拉近坟墓，你被挫折践踏的体无完肤，你被嘲笑、被讽刺、被讨厌、被怨恨、被放弃。但是我们却总在内心里保留着希望保留着不甘心放弃跳动的心。我们依然在大大的绝望里小小的努力着。这种不想放弃的心情，它们变成无边黑暗的小小星辰。我们都是小小的星辰 。就我这个渺小的星辰而言，宇宙肯定是无限的。
根据科学上的定义，宇宙是由空间、时间、物质和能量，所构成的统一体。是一切时间和空间的综合。一般理解的宇宙指我们所存在的一个时空连续系统，包括其间的所有物质、能量和事件。宇宙根据大爆炸宇宙模型推算，大约200亿年。但宇宙大爆炸模型只是一种学说而已，是根据天文观测研究后得到的一种设想，它的准确性无人知晓。
科学家认为它起源为137亿年前之间的一次难以置信的大爆炸。这是一次不可想像的能量大爆炸，宇宙边缘的光到达地球要花120亿年到150亿年的时间。大爆炸散发的物质在太空中漂游，由许多恒星组成的巨大的星系就是由这些物质构成的，我们的太阳就是这无数恒星中的一颗。原本人们想象宇宙会因引力而不再膨胀，但是，科学家已发现宇宙中有一种 “暗能量”会产生一种斥力而加速宇宙的膨胀。大爆炸后的膨胀过程是一种引力和斥力之争，爆炸产生的动力是一种斥力，它使宇宙中的天体不断远离；天体间又存在万有引力，它会阻止天体远离，甚至力图使其互相靠近。引力的大小与天体的质量有关，因而大爆炸后宇宙的最终归宿是不断膨胀，还是最终会停止膨胀并反过来收缩变小，这完全取决于宇宙中物质密度的大小。
近几年来，一批西方的天文学家发表了关于“宇宙无始无终”的新论断。他们认为，宇宙既没有“诞生”之日，也没有终结之时，而就是在一次又一次的大爆炸中进行运动，循环往复，以至无穷的。 至于“宇宙无始无终”的新论是否正确，科学家认为，过几年国际天文学界可望对此做出验证。这和我的想法不谋而合，如果大爆炸理论是真实地，我强烈地想知道大爆炸之前的那个孕育了宇宙的世界，我们又是如何去定义它是否是宇宙。
目前我更倾向于相信稳“恒态宇宙模型论”（虽然目前它好像已经基本被放弃了）,这个理论认为宇宙既无开始也无结束，认为宇宙在膨胀，但是同时也在不断创生出新物质，从而使整个宇宙基本保持稳定不变。这样一来就不必去解释宇宙的起源，因为宇
010022010074 海洋科学类 张小将
篇四：宇宙的有限性与无限性_于人龙
宇宙的有限性与无限性
一、宇宙的有限性与无限性的发展历史
在古代，由于受生产和科学发展水平的限制，人们对于宇宙空间的观测只能凭借于感性直观，因而极大地限制着人们的观测视野。人们以自己的感性直观表象来构造宇宙图景，由此形成最早的宇宙模型。但是无论是周朝的盖天说、浑天说，还是古代西欧的所谓宇宙球壳的说法，都设定了宇宙的空间边界，断言存在着某一确定的空间度量限度，反映了宇宙空间的有限性。同时，限于科学发展水平，古代的无限论者无法达到或突破宇宙有限论者所虚构的那些时空度量界限，只好以自己的想象来向这些东西进行挑战，对这些被设定的时空度量限界予以抽象的否定，他们总是以比喻的手法，想象的形式，千篇一律地只是对这些界限本身提出诘难，并且仅仅以此来证明与之相反的观点的正确，因而宇宙的无限性概念就建立在这种对宇宙有限论的抽象否定的基础上，并得不到认可，虽然卢克莱修、布鲁诺、黄宪、王充等无限论者对宇宙边界说进行了否定与反驳，但仅仅局限于对时空有限性的纯粹否定，未对时空的无限性概念做出更具体的规定。因此，宇宙有限论曾长期占据统治地位。
十七世纪，牛顿把时空无限性概念与万有引力定律联系起来，他在建立自己的宇宙模型时，以“普适的”万有引力定律作为判断空间是有限还是无限的根据或出发点。他曾这样阐述空间无限性观点的：“假使(形成)我们的太阳和它的行星的物质以及宇宙间其他物质均匀地散布在太空，而且每个粒子都对其它粒子具有内在的引力，我们还假定散布着物质的空间只是有限大小，那末在这空间里的物质由于引力作用都从这空间的极边处自外向内集合起来，其结果在这空间的中心形成一个巨大的团块。” 很显然，我们世界的实际情况并非此。因此，牛顿否定了空间有限的观点。空间的无限性似乎第一次获得了真正自然科学的“证明”。 爱因斯坦的广义相对论是对宇宙有限论与无限论的进一步发展，其本身并没有对时空有限还是无限的问题给出确定的回答，它既允许在空间度量上无限的模型，也允许在空间度量上有限的模型；至于在时间度量上有限或无限的问题，则取决于对由场方程所推导出的那种奇异状态的诠释。
二、近现代关于宇宙有限性和无限性的看法
19世纪40年代末，美国科学家阿尔法，贝尔，和加莫夫等人提出了宇宙大爆炸学说，这个学说也认为宇宙“目前来看”是无限的，但对于未来，则有无限与有限两种看法。恩格斯认为根据来源来看，宇宙应是无限的；然而，后来的爱因斯坦创立了广义相对论，认为宇宙应是弯曲的黎曼空间，这从某种意义证明了宇宙的无限性。
总之，在近现代，时空有限性和无限性得到了进一步发展，其中的空间无限性概念不再简单地是从空间的任一方向，而是从它的“整体”来反映空间特性的。从认识方法上说，在现代宇宙学之前，时间和空间是有限还是无限的问题，是被当作两个互不相干的问题完全分
开来考察的，而在现代宇宙学中，这两个问题密切联系起来了。但要在时空有限还是无限之间判别孰真孰假，还是非常困难的。
三、我对宇宙有限性与无限性的认识
如果宇宙是有界的，那么界限之外是什么？若如亚里士多德所说：“在有限世界之外，既没有空虚，也无时间。”那么，有限世界之外，它会以什么样的形式存在？
如果把时空的有限性与无限性对立起来，就像牛顿的 “非此即彼”的逻辑：空间或者是有限的，或者是无限的，二者必居其一，那么，很多问题就会变的很难解决。如果时空是有限的，则其起点是什么，终点又将在何处？起点以前是如何？终点以后又是什么样？如果时空是无限的，那么无限又会以怎样的形式存在？一个事物的产生到灭亡又该怎么解释？
物质运动的存在形式，是时间和空间，物质运动与时间,空间是辨证统一的。我们说，时间，空间的运动是有限性与无限性的统一。有限性讲的是具体的物质形态的运动，世界万事万物都有其产生，发展，灭亡的过程。无限性讲的是整个物质世界的运动，它的含义更多的指代人类社会和自然世界。自然界和人类社会是发展，变化的，不可能停止和消亡。为此，在“有限性”与“无限性”的辨证统一矛盾中，能否实现二者的统一，关键是“有限性”能否转换成“无限性”，这是解决矛盾的关键。那么，在“有限性”与“无限性”之间，是否存在一座桥梁，使“有限性”过度到“无限性”，这座桥梁就是“量”。正是无数个“有限性”构成了“无限性”，每一个“有限性”的产生，发展和消亡是“无限性”的部分，由于“量”的存在，延续了“有限性”，才得以衍生“无限性”。
然而，用马克思辩证唯物主义的时空观看待这些问题，就很简单了。空间和时间的无限性和有限性是辨证统一的，有限性讲的是具体的物质形态的运动，世界万事万物都有其产生，发展，灭亡的过程；无限性讲的是整个物质世界的运动，它的含义更多的指代人类社会和自然世界，自然界和人类社会是发展，变化的，它没有起点，也不可能停止和消亡。为此，“有限性”与“无限性”的辨证统一，是“个体”与“总体”的辩证统一。能否实现二者的统一，关键是“有限”的界限能否超出，“有限性”能否转换成“无限性”。“无限性”是由无数个“有限性”构成的，无限存在于有限之中；有限包含无限，任何有限的事物都包含无限的结构和层次。因此，只有把有限和无限联系起来，才能体现二者的真正含义。
篇五：宇宙的过去、现在和未来 流云思尘
宇宙的过去、现在和未来
摘要：自有文明以来，人类就追问宇宙的起源、空间和时间的本质。二十世纪，“大爆炸宇宙论”的提出，揭示了宇宙演化的壮阔景象。“大爆炸宇宙论”是现代宇宙学中最有影响的一种学说，得到广泛的接受和认可。
关键词：宇宙的起源；宇宙的演化；大爆炸宇宙论
前言
宇宙是我们生存的空间，研究宇宙的来龙去脉，将是人类科学的巨大任务，由于外太空的不可见性，这就增加了探索开发和研究的难度。人生来有好奇之心，从古至今，人类从来没有放弃任何研究探索的机会。1927年，比利时数学家勒梅特通过求解弗里德曼方程，认为最初宇宙的物质集中在一个超原子的“宇宙蛋”里，在一次无与伦比的大爆炸中分裂成无数碎片，形成了今天的宇宙。1950年前后，美国物理学家伽莫夫正式提出大爆炸理论，认为宇宙由大约200亿年前发生的一次大爆炸形成的。自此，“大爆炸宇宙论”得以建立。
1、 宇宙的形成
“大爆炸宇宙论”认为：宇宙是由一个致密炽热的奇点于大约200亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。
“宇宙蛋”是由均匀且各向同性的极小体积极高密度极高温度的物质构成的，并在极早期发生了非常快速的膨胀和冷却（图1）。大约10秒时，宇宙发生相变，期间宇宙的膨胀是呈指数增长的。暴胀结束后，构成宇宙的物质包括夸克-胶子等离子体，以及其他所有基本粒子。此时的宇宙温度仍很高，粒子－反粒子对通过碰撞不断地创生和湮灭，粒子和反粒子的数量是相等的。某个时刻，一种未知的违反重子数守恒的反应过程出现，它使夸克和轻子的数量略微超过了反夸克和反轻子的数量——超出范围大约在三千万分之一的量级上，导致了当今宇宙中物质相对于反物质的主导地位。
随着温度进一步的降低，降低到1012eV时产生了对称破缺。10-6秒之后，夸克和胶子结合形成了诸如质子和中子的重子族，由于夸克的数量要略高于反夸克，重子的数量也要略高于反重子。此时宇宙的温度已经降低到不足以产生新的质子－反质子对（类似地，也不能产生新的中子－反中子对），从而即刻导致了粒子和反粒子之间的质量湮灭，这使得原有的质子和中子仅有十亿分之一的数量保留
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下来，而对应的所有反粒子则全部湮灭。大约在1秒之后，电子和正电子之间也发生了类似的过程。经过这一系列的湮灭，剩余的质子、中子和电子的速度降低到相对论性以下，而此时的宇宙能量密度的主要贡献来自湮灭产生的大量光子（少部分来自中微子）。
在大爆炸发生的几分钟后，宇宙的温度降低到大约十亿开尔文的量级，密度降低到大约海平面附近空气密度的水平。少数质子和所有中子结合，组成氘和氦的原子核。而大多数质子没有与中子结合，形成了氢的原子核。在大约37.9万年之后，电子和原子核结合成为原子（主要是氢原子），而物质通过脱耦发出辐射并在宇宙空间中相对自由的传播，这个辐射的残迹就形成了今天的宇宙微波背景辐射。中性原子形成时，宇宙主要成分为气态物质，之后逐步在自引力作用下凝聚成密度较高的气体云块，直至恒星和恒星系统。
恒星是靠万有引力的吸引效应将物质聚集在一起的，恒星内部的热核反应产生大量热能，引起粒子的剧烈热运动，形成排斥效应而与万有引力的吸引效应相抗衡。恒星因此得以维持平衡，不发生坍缩。但是，热核反应的能量会逐渐耗尽，恒星会慢慢冷却下来，万有引力造成的吸引效应最终将压倒热排斥，使恒星坍缩。质量小于1.4个太阳质量（钱德拉塞卡极限）的恒星，电子之间的泡利斥力可以支撑住恒星的引力坍缩，这就是白矮星。质量大于1.4个太阳质量的恒星，电子之间的泡利斥力抗拒不住万有引力，恒星将继续坍缩，如果此星的质量不超过3-4个太阳质量（奥本海默极限），则中子之间泡利不相容原理形成的排斥力，将能支撑住星体不在坍缩，形成中子星。如果质量大于奥本海默极限，则会形成黑洞。
图1 “宇宙蛋”爆炸
2、 宇宙的现在
哈勃定律、微波背景辐射、元素丰度的研究表明，我们现在的宇宙（图2）是在膨胀的。
1929年，美国物理学家埃德温·哈勃通过观测发现了星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律，并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。宇宙学红移是与多普勒效应相似，当物体远离地球时，我们所观测到物体的电磁辐射频率降低，波长增加，远离速度越大，增加越明显的现象。
1964年，美国射电天文学家彭齐斯和威尔逊，发现了微波背景辐射，温度大约为3k，与伽莫夫的大爆炸宇宙论计算出来的背景辐射6k，基本一致。
后来人们重新研究了宇宙中氦元素的含量，发现大约在20%-30%左右，与伽莫夫火球模型预言的也相符。
图2 目前观测到的宇宙
3、 宇宙的未来
广义相对论的研究表明，宇宙中的物质存在一个临界密度ρc，大约在每立方米三个核子。如果我们宇宙中物质的密度ρ大于ρc，则三维空间曲率为正，宇宙是有限无边的；如果ρ等于ρc，则三维空间曲率为零，宇宙是无限无边的；如果ρ小于ρc，则三维空间曲率为负，宇宙也是无限无边的。因此，观测宇宙中物质的平均密度，可以判断我们的宇宙研究属于哪一种，究竟有限还是无限。
此外，还有一个判据，那就是减速因子。河外星系的红移，反映的膨胀是减速膨胀，也就是说，河外星系远离我们的速度在不断减小。从减速的快慢，也可以判断宇宙的模型。如果减速因子q大于1/2
，三维空间曲率是正的，宇宙膨胀
到一定程度将收缩；如果等于1/2，三维空间曲率为零，宇宙将永远膨胀下去；如果小于1/2，三维空间曲率将是负的，宇宙也将永远膨胀下去。
但是观测结果表明，ρ<ρc，我们宇宙的空间曲率是负的，是无限无边的宇宙，将永远膨胀下去。而减速因子观测给出了相反的结果，q>1/2，这表明我们宇宙的空间曲率为正，宇宙是有限无边的，脉动的。1917年，爱因斯坦在广义相对论的基础上建立的宇宙模型，是有限无边的。对此，科学界出现了分歧，宇宙是会一直膨胀下去，还是膨胀后塌缩还没有最终的定论。
因此，直到今天，我们仍然不能肯定宇宙究竟有限还是无限，只能肯定宇宙无边，而且现在正在膨胀。还知道膨胀大约开始于100亿到200亿年以前，或者说宇宙大约起源于100-200亿年前。至于宇宙以后会不会塌缩，宇宙大爆炸前是什么样子，我们还不清楚，这些都需要我们继续观测和研究。
参考文献：
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流云思尘
完成于2012年12月25日
初中作文