宇宙形成之谜?
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/08/27 15:35:56
宇宙形成之谜?
宇宙形成之谜?
宇宙形成之谜?
宇宙的形成
最初三分钟
宇宙最初源头是一个奇点,即所谓的“宇宙蛋”,它凝聚了所有的时空质能,孕育着未来物质世界的一切,包括天体和生命.约150亿年以前,宇宙蛋在一场无与伦比的大爆炸中猝然爆发.大爆炸震撼出时空,物质世界破壳面出,宇宙史的纪元从此开始.
刚诞生的宇宙,空间从无到有并急剧猛增,仅仅10-32秒后,就暴胀到约1光年的直径.在1 秒钟时,由于大爆炸产生的极强高能辐射均匀地充满整个空间,宇宙成为100亿k高温的熔炉,所有物质被熬成一锅基本粒子汤.紧接着一场肆虐的原始宇宙风暴开始了,基本粒子之间发生猛烈撞击,中子熔入质子形成了氦核.这个过程延续了大约三分钟,直至所有的中子消耗殆尽为止.有约22%质量的物质聚合成氦核,余下的物质几乎为没有聚合的质子,仅有十万分之几属于同位素氦3和氘,百亿分之几归之于锂.原始星云形成.
星系形成
构建原始宇宙的原生物质主要是约78%的氢和22%的氦的产生过程,在宇宙史的最初三分钟便告完成;在此后宇宙由于膨胀面冷却,如此大规模的核合成过程再也不可能发生了,而小规模的核合成也只有等到恒星产生以后.初生宇宙的空间充斥着极强壮的高能辐射,炽热惊人.原生物质氢核和氦核均匀分布在整个太空,它们之间的引力微弱,远不足以克服巨大的扩散压力和辐射压,因此凝聚成团.光阴一年年地流逝着,30万年后宇宙的温度温度隐降到了4000K,然而其均匀状态依然如故;1000万年过去,宇宙中高能辐射冷却变成微波背景辐射,氢核和拟核形成了各自的原子,原子间的引力也终于战胜扩散压力和辐射压,在它的作用下渐渐形成了一个个物质密度较大的地区,并继续向中心收缩;原始星云就这样形成了.在宇宙诞生1000万年以后,由氢拟两种元素构成的巨大原始星云弥漫着太空,虽然非常稀薄,却表明宇宙物质不再处于均匀分布的状态,这预示了宇宙星光灿烂的未来.
恒星形成
原始星云在引力的作用下继续向中心聚集,并因星云间的潮汐作用开始旋转,渐渐形成一双凸透镜的形状.星云收缩使引力不断增强,从而促使旋转不断加速,而旋转加速又导致星云缘不稳定,从而裂成两个旋臂.旋臂上发生局部的凝结,每个凝块具有适当体积,可以在我们所见的恒星狭小限度内形成恒星.以上过程不断进行着,整个星云最终演化成星系.宇宙中最初形成星系的时间大约是大爆炸后十亿年.通过哈勃太空望远镜,可以发现在我们星系以外的遥远空间里正在形成的其它星系,那正是几十亿年前形成这些星系的情形.目前用天文望远镜观测的星系总数须以10亿来计算,我们所在的银河系只是其中的普通一员而已.这些星系都是庞大的恒星集团,且距离我们极其遥远,因此称之为“岛宇宙”.十几个或几十个星系由引力维系在一起,组成星系团;随着宇宙的膨胀,星系团间正彼此远离.
宇宙的终结
宇宙的未来命运如何?科学家、哲学家和神学家都提出了自己的观点.一个目前被普遍认同的观点是:宇宙作为物质世界的全部,也就遵守物质自身和规律;而根据热力学第二定律,得出的结论实在令人难以接受:宇宙将在遥远的未来走向死亡——永恒的死亡.
设想在非常遥远的未来,所有恒星因缺乏燃料而熄灭,宇宙一片黑暗.在这漆黑的浩瀚太空中,潜伏着许多带自转的黑洞、离散的中子星和黑矮星,另外还有一些行星级的天体,它们在引力的作用下进行着一场战争,战争的结局是星系解散了,绝大多数天体被引力弹弓抛入星系际空间,永远漫游在膨胀着的太空中;而星系中心的黑洞取得了兼并战的局部胜利,它吞并了百分之几的天体,形成了更大的黑洞.这场战争持续时间长得超乎想象,大约是今天宇宙年龄的十亿倍.
在又一段长长得超乎想象的时间里,当宇宙背景辐射由于膨胀降至足够低的程度时,所有的黑洞最终都会在一阵快辐射中一下子化为乌有,在宇宙永恒夜幕中划出一道道瞬现即逝的闪光;而其它天体也将在这漫长和时间里发生衰变而渐渐蒸发,直至完全消失,变成正电子或其它粒子;宇宙变成一锅令人难以置信的稀汤,其中有光子、中微子及数量正在逐渐减少的电子和正电子.宇宙曾经拥有的辉煌,包括闪烁的群星及智慧生命创造的无数奇迹,都湮没在这荒凉而又空虚的宇宙中,不留下任何记忆,只有时间在无休止地流逝,空间在无止境地膨胀……
我们的太阳系
太阳是太阳系的中心天体.太阳系质量的99.87%都集中在太阳,它强大的引力控制着大小行星、彗星等天体的运动.它孕育了地球文明,并且始终影响着地球生物.
水星
九大行星中水星最靠近太阳,水星和太阳之间的视角距不超过28度,我国古代称其为“辰星”.
金星有浓密的大气层,为了揭开这层面纱,20世纪60年代美国和苏联开始竞相发射探测器到金星上去,仅在1978年12月4日到25日,美苏就各有两个考察船在进行着陆.
这是地球,是我们的家园,她在茫茫宇宙中是个很不起眼但又得天独厚的星球.地球是太阳系中唯一适宜生命存在的天体.
土星的一个明显的特征就是有一个美丽的光环,我真想长大当个宇航员去太空一睹土星那美丽的光环.
火星是一个冷酷的,没有生命的世界,表面75%是由硅酸盐,褐铁矿等铁氧化物构成的沙漠,一片橙红和棕红色的戈壁景象.
火星表面重力加速度是地球的2/5,难以束缚很多气体分子,因而大气非常稀薄,主要成分是二氧化碳,约占95%.赤道附近中午温度20摄氏度左右,昼夜温差超过100摄氏度.两极地区有随季节变化的极冠,北极冠主要由水冰构成,南极冠是由二氧化碳干冰组成.火星极冠中的水若全部融化,火星表面将覆盖一个平均10米厚的水层.
彗星形成探源
关于彗星的来源有许多学说:1、来自奥尔特云.这种学说认为宇宙中存在着一个彗星大本营枣奥尔特云,该云离太阳系很远(约一光年的地方),彗星云宽达15万天文单位.那里大约有1000亿颗彗星.
2、来自太阳系边缘彗星带.这种学说(以奥大利亚天文学家提出)认为大阳系边缘有个彗星带,那里大约有100亿颗彗星,它们可能是在50亿年前在天王星、海天星和冥王星形成时剩下的物质云形成了彗星,并定期地向太阳系地球飞来.
当它们从大行星附近飞过时,由于行星引力作用,轨道受到摄动,于是轨道变成椭圆形,成了周期彗星.因此,它也就成为太阳系的固定成员了.如哈雷彗里.它就是椭圆形轨道,周期为76年,周期性地因归太阳系.这种说法实际上是“浮获”说.
3、来自木星喷发物.这种假说认为大多数周期彗星的轨道远日点都在离木星轨道不远处,由此可推测彗星很可能是由木星内部向外喷发一些物质而形成的.彗星的化学成分确实也与木星大气成分相近,这一点支持了喷发说.要想喷发,必须达到60公里/秒的速度才可能使喷发物摆脱木星引力而飞向太阳系的轨道.但这一速度对木星上的温度来说,又似乎很困难.所以此假说是否站得住脚,还待有更多证据来证实.
4、碰撞说.此假说认为彗星是由太阳系内某两个天体碰撞或太阳系内天体爆炸形成许多碎片(彗核)及更多的彗尾物质尘埃.许多同一轨道的碎片结合到一起就形成彗核,伴随的尘粒在接近太阳时就形成彗头和彗尾.可见周期彗星是太阳系内产物.此说更易被人接受.
5、复仇星发出彗星.这种学说认为太阳有一颗姐妹星,叫复仇星,复仇星在绕太阳旋转的轨道上周期性地把致命的彗星释放到地球上,使地球上扬起弥漫持久的尘埃,环境发生剧烈变动,以至使生物从地球上消亡.且每隔 2600万年复仇星离太阳最近时,引力使彗星从奥尔特云中飞出,其中一部分便飞到地球大气层来.至于复仇星的来历,有人认为它与太阳同期形成;有人认为它是后来被太阳浮获的.当它闯入太阳系时,可能挤走了某颗行星,并由于摄动力而引起地球上的一场大浩劫.至于复仇星是否存在?它是一颗恒星?还是一颗行星?还是一颗黑星(黑洞)?到目前还一无所知,什么也没观测到.所以关于彗星来源问题,目前仍处于假说研究证实阶段,最后打开彗星之谜的金钥匙还没有拿到手.