有关宇宙的知识急

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/05 16:40:41

有关宇宙的知识急
有关宇宙的知识

有关宇宙的知识急
宇宙概括
宇宙是由空间、时间、物质和能量,所构成的统一体.
宇宙是万物的总称,是时间和空间的统一.宇宙是物质世界,不依赖于人的意志而客观存在,并处于不断运动和发展中,.宇宙是多样又统一的;多样在物质表现状态的多样性;统一在于其物质性.
分层次的认识宇宙
从哲学的观点看.人们认为宇宙是无始无终,无边无际的.不过,对这个深奥的概念我们不打算做深入的探讨,还是留给哲学家们去研究.我们不妨把眼光缩小一些,讲一讲利用我们现有的科学技术所能了解和观测的宇宙,人们把它称为“我们的宇宙”或“总星系”.
从最新的观测资料看,人们已观测到的离我们最远的星系是130亿光年.也就是说,如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出,那么要经过130亿年才能到达地球.这130亿光年的距离便是我们今天(2009年)所知道的宇宙的范围.再说得明确一些,我们今天所知道的宇宙范围,或者说大小,是一个以地球为中心,以130亿光年的距离为半径的球形空间.当然,地球并不真的是什么宇宙的中心,宇宙也未必是一个球体,只是限于我们目前的观测能力,我们只能了解到这一程度.
在这个以130亿光年为半径的球形空间里,目前已被人们发现和观测到的星系大约有1250亿个,而每个星系又拥有像太阳这样的恒星几百到几万亿颗.因此只要做一道简单的数学题,你就不难了解到,在我们已经观测到的宇宙中拥有多少星星.地球在如此浩瀚的宇宙中,真如沧海一粟,渺小得微不足道.
一直以来, 天文学家和我们一样,想知道宇宙究竟有多大.最近,美国的太空网报道,经过艰苦的计算工作,天文学家发现宇宙超乎寻常的大,其长度至少为1560亿光年.“这样一个有关宇宙大小的发现,显然是以‘宇宙是球形的,是有限无边的’为前提条件的.”中国国家天文台的研究员陈大明在接受记者专访时说,“长期以来,宇宙学研究领域一直有这样一个争论,宇宙究竟是球形的、马鞍形的、还是平坦的.”北京师范大学副教授张同杰说:“国际主流宇宙学普遍认为宇宙是平坦的,是无限的.”那么,围绕宇宙的争论从何而来?理据何在?一种最为普遍的观点:在大爆炸之后,宇宙诞生了.“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.”陈大明研究员说,“这一学说得到大量天文观测的证实.”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.此后,这些基本粒子就形成了各种元素,这些物质微粒相互吸引、融合,形成越来越大的团块,这些团块又逐渐演化成星系,恒星、行星,在个别的天体上还出现了生命现象,能够认识宇宙的人类最终诞生了.宇宙是球形的、有限无边的?“认为宇宙是球形的观点在很长时间内存在着,尽管不是国际宇宙学界的主流.”陈大明介绍说,“它的每一次提出,都会引起人们的关注,就是因为这一观点很奇特.”一个最为明显的例子就是不久前,由美国数学家杰弗里·威克斯构建的宇宙模型:一个大小有限、形状如同足球的镜子迷宫.“形如足球”的模型令科学界震惊,因为这一学说宣称,宇宙之所以令人产生无边无界的“错觉”,是因为这个有限空间通过“返转”效应无限重复映现自身.威克斯认为,人们之所以感觉宇宙是无限的,是因为宇宙就像一个镜子迷宫,光线传过来又传过去,让人们发生错觉,误以为宇宙在无限伸展.这一惊人推断后来被《新科学家》杂志收录,同时作为一种“奇谈”在民间广为流传着.
宇宙年龄定义
宇宙年龄(universe,age of)宇宙从某个特定时刻到现在的时间间隔.对于某些宇宙模型,如牛顿宇宙模型、等级模型、稳恒态模型等,宇宙年龄没有意义.在通常的演化的宇宙模型里,宇宙年龄指宇宙标度因子为零起到现在时刻的时间间隔.通常,哈勃年龄是宇宙年龄的上限,可以作为宇宙年龄的某种度量.根据大爆炸宇宙模型推算,宇宙年龄大约200亿年.
年龄推算
宇宙年龄为一百二十五亿年
【宇宙的不断膨胀】
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在膨胀,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.
理论上存在某种临界密度.如果宇宙中物质的平均密度小于临界密度,宇宙就会一直膨胀下去,称为开宇宙;要是物质的平均密度大于临界密度,膨胀过程迟早会停下来,并随之出现收缩,称为闭宇宙.
问题似乎变得很简单,但实则不然.理论计算得出的临界密度为5×10^-30克/厘米3.但要测定宇宙中物质平均密度就不那么容易了.星系间存在广袤的星系间空间,如果把目前所观测到的全部发光物质的质量平摊到整个宇宙空间,那么,平均密度就只有2×10^-31克/厘米3,远远低于上述临界密度.
然而,种种证据表明,宇宙中还存在着尚未观测到的所谓的暗物质,其数量可能远超过可见物质,这给平均密度的测定带来了很大的不确定因素.因此,宇宙的平均密度是否真的小于临界密度仍是一个有争议的问题.不过,就目前来看,开宇宙的可能性大一些.
恒星演化到晚期,会把一部分物质(气体)抛入星际空间,而这些气体又可用来形成下一代恒星.这一过程会使气体越耗越少,以致最后再没有新的恒星可以形成.10^14年后,所有恒星都会失去光辉,宇宙也就变暗.同时,恒星还会因相互作用不断从星系逸出,星系则因损失能量而收缩,结果使中心部分生成黑洞,并通过吞食经过其附近的恒星而长大.
10^17~10^18年后,对于一个星系来说只剩下黑洞和一些零星分布的死亡了的恒星,这时,组成恒星的质子不再稳定.当宇宙到10^24岁时,质子开始衰变为光子和各种轻子.10^32岁时,这个衰变过程进行完毕,宇宙中只剩下光子、轻子和一些巨大的黑洞.
10^100年后,通过蒸发作用,有能量的粒子会从巨大的黑洞中逸出,并最终完全消失,宇宙将归于一片黑暗.这也许就是开宇宙末日到来时的景象,但它仍然在不断地、缓慢地膨胀着.
闭宇宙的结局又会怎样呢?闭宇宙中,膨胀过程结束时间的早晚取决于宇宙平均密度的大小.如果假设平均密度是临界密度的2倍,那么根据一种简单的理论模型,经过400~500亿年后,当宇宙半径扩大到目前的2倍左右时,引力开始占上风,膨胀即告停止,而接下来宇宙便开始收缩.
以后的情况差不多就像一部宇宙影片放映结束后再倒放一样,大爆炸后宇宙中所发生的一切重大变化将会反演.收缩几百亿年后,宇宙的平均密度又大致回到目前的状态,不过,原来星系远离地球的退行运动将代之以向地球接近的运动.再过几十亿年,宇宙背景辐射会上升到400开,并继续上升,于是,宇宙变得非常炽热而又稠密,收缩也越来越快.
在坍缩过程中,星系会彼此并合,恒星间碰撞频繁.一旦宇宙温度上升到4000开,电子就从原子中游离出来;温度达到几百万度时,所有中子和质子从原子核中挣脱出来.很快,宇宙进入“大暴缩”阶段,一切物质和辐射极其迅速地被吞进一个密度无限高、空间无限小的区域,回复到大爆炸发生时的状态.

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①目前咱们认为的宇宙是在约一百五十亿年前的一次猛烈瞬间的大爆炸后诞生的,又叫创世大爆炸!这次爆炸,正反物质相互湮灭,最后留下多出的一点正物质形成现在的宇宙,大约四十六亿面前太阳系形成,太阳本身是颗恒星,质量大,所以由于质量产生的引力比较大,许多行星被时空扭曲在各自的轨道上面,从人类飞出地球后发现,咱们地球很年轻…②在宇宙中,到处的化学物质都是一样的,到处都是同样的化学元素构成的…这不难引起人们对外...

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①目前咱们认为的宇宙是在约一百五十亿年前的一次猛烈瞬间的大爆炸后诞生的,又叫创世大爆炸!这次爆炸,正反物质相互湮灭,最后留下多出的一点正物质形成现在的宇宙,大约四十六亿面前太阳系形成,太阳本身是颗恒星,质量大,所以由于质量产生的引力比较大,许多行星被时空扭曲在各自的轨道上面,从人类飞出地球后发现,咱们地球很年轻…②在宇宙中,到处的化学物质都是一样的,到处都是同样的化学元素构成的…这不难引起人们对外星生命的期待!③由于黑洞能够将光子吸入,说明光也有质量…④第一宇宙速度是脱离地球引力的速度是七点九千米每秒,第二宇宙速度是太阳系行星间的引力是十一点九千米每秒,第三是脱离恒星引力是十四点九…目前人类最快的探测器是旅行者号探测器,速度为十六千米每秒…地球与太阳的距离是一亿四千万千米,这个距离被定义为一个宇宙单位…⑤在目前观测到的宇宙里,一条银河系包含了上百亿颗像太阳系这样的系,而银河系只是总星系几十亿中的一条而已,然后总星系又被宇宙包含………建议你多看看一些科教片或者正规的科学书籍

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