宇宙科學

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在西方,宇宙這個詞在英語中叫cosmos,在俄語中叫кocMoc,在德語中叫kosmos,在法語中叫cosmos。它們都源自希臘語的κoσμoζ,古希臘人認為宇宙的創生乃是從渾沌中產生出秩序來,κoσμoζ其原意就是秩序。但在英語中更經常用來表示“宇宙”的詞是universe。此詞與universitas有關。

定義


神奇瑰麗的宇宙圖片
神奇瑰麗的宇宙圖片
在中世紀,人們把沿著同一方向朝同一目標共同行動的一群人稱為universitas。在最廣泛的意義上,universitas又指一切現成的東西所構成的統一整體,那就是universe,即宇宙。universe和cosmos常常表示相同的意義,所不同的是,前者強調的是物質現象的總和,而後者則強調整體宇宙的結構或構造。
宇宙,是我們所在的空間與時間,“宇”就是指空間,“宙”指時間。
地球是我們的家園;
而地球僅是太陽系的第三顆行星
而太陽系又僅僅定居於銀河系巨大旋臂的一側;
而銀河系,在宇宙所有星系中,也許很不起眼……
這一切,組成了我們的宇宙:
宇宙,是所有天體共同的家園。
宇宙,又是我們所在的時間,“宙”的本意就是指“古往今來”。
因為,我們的宇宙不是從來就有的,它也有著誕生和成長的過程。現代科學發現,我們的宇宙大概形成於二百億年以前。在一次無比壯觀的大爆炸中,我們的宇宙誕生了!(這就是著名的“大爆炸”理論。)
宇宙一經形成,就在不停地運動著。科學家發現,宇宙正在膨脹著,星體之間的距離越來越大。
宇宙沒有開始,沒有結束,沒有邊界,更沒有誕生與毀滅,只有一個個階段的結束與開始,我們現階段的宇宙大概形成於二百億年以前。在一次無比壯觀的大爆炸中,這階段的宇宙開始了!最新研究表明,大爆炸孕育於黑洞中,黑洞將所有物質,包括光子在內壓到一個點,這時連電子,中子質子等都已不存在(究竟是什麼物質比電子還小呢?當代科技無法解釋,暫稱為夸克),這時發生了比核聚變更高等級的爆炸,這種爆炸的範圍至少波及數十億光年,又一個新的宇宙紀元就誕生了。
科學家們也在不斷的探索我們所存在的空間!這一學術也在爭論與探索中不斷成熟!!

宇宙的誕生


探究宇宙的起源

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20世紀20年代,美國天文學家斯萊弗在研究遠處的旋窩星雲發出的光譜時,首先發現了光譜的紅移。認識到了旋渦星雲正快速遠離人們而去,1929年,哈勃把這種退行紅移的測量和星系的距離測量結合起來。總結出了著名的哈勃定律。根據哈勃定律和後來更多的天體紅移的測定,人們相信宇宙在長時間內一直在膨脹。物資密度一直在變小。由此反推,宇宙結構在某一時刻之前是不存在的。它只能是演化的產物。1948年,物理學家伽莫夫等人首先提出了大爆炸宇宙學模型。

大爆炸宇宙學模型

這一學說認為宇宙誕生於一次大爆炸。在宇宙早期,溫度極高,在100億度以上,物質密度也相當大,有中子,質子,電子,光子和中微子等一些基本粒子形態的物質。但是因為整個體系在不斷膨脹,結果溫度很快下降。當溫度降到10億度左右時,中子開始失去自由存在的條件,它發生衰變,要麼與質子結合成重氫,氦等元素,化學元素就是從這一時期開始形成的。溫度進一步下降到100萬度后,宇宙間的物質主要是質子,電子,光子和一些比較輕的原子核。當溫度降到幾千度時,輻射減退,宇宙間主要是氣態物質。這些氣態物質逐漸聚集成氣雲,再進一步形成各種各樣的恆星體系,成為我們今天看到的宇宙。

宇宙什麼樣


宇宙科學
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人們常說:宇宙廣闊無垠。的確,銀河系之外還有許許多多河外星系。數以億計的各種天體構成星系。星系再構成星系團。宇宙中至少有10萬個大大小小的星系團。有科學家做了推算,如果把宇宙看做是一個半徑1千米的大球,那麼銀河系只有藥片那麼大,位於球心附近。那麼宇宙有多大,它是什麼模樣呢??

有限宇宙球說

早在1917年,愛因斯坦就提出了有限無界的宇宙球模型說(即廣義相對論)。他指出:“應把宇宙看成是一個空間尺度方面有限閉合連續區。”並在宇宙物質均勻分佈的前提下,在數學上建立了一個“無界而有限”.“有限而合”的“四維連續體”,即宇宙是一個封閉的“宇宙球”。人們根據這一假說猜想:宇宙極限為百億光年,即一顆恆星射出的光線,在100億光年後還會返回出發點。這種把有限和無限結合起來的思想合乎辯證法。但這樣的奇妙學說,人們至今還不能完全理解。

難以理解的宇宙

英國物理學家史蒂芬*霍金是繼愛因斯坦之後最受大眾矚目的科學巨人,他在對宇宙進行深入研究之後提出:宇宙有限而無界。比如在地球上,無論我們從南極走到北極,還是從北極走到南極,我們始終都都不可能找到地球的邊界。這就是有限而無界,宇宙也可能是如此,但宇宙很可能比三維世界的地球多了好幾維。就像生活在二維世界的動物無法理解三維世界一樣,生活在三維世界的我們無法理解多維的宇宙。