宇宙是什么形状的 宇宙是什么样子的 宇宙是什么颜色的

时间:2017-01-11 20:21:00 来源:8794网 编辑:小霸气

  宇宙本来的意思是指空间和时间,《淮南子·俗训》说:“往古来今谓之宙,四方上下谓之宇。”通常认为,宇宙是无限的,空间无边无际,时间无始无终。而天文学上的宇宙是指人们直接和间接观测到的大尺度时空范围和物质世界。为区别于哲学上的宇宙概念,人们把观测所及的宇宙叫做“我们的宇宙”。

  在不同的历史时期,人们对“我们的宇宙”的认识是不同的。我国周代曾有关于宇宙结构的“盖天说”,它认为,天圆如张盖,地方如棋局,大地静止不动,日月星辰在半圆形的天穹上随天旋转。

  战国时代,又出现了关于宇宙结构的“浑天说”,它认为,天是圆的,像一个蛋壳;地也是圆的,像蛋黄那样浮于蛋壳中,日月星辰附在天球上,随天旋转。

  在外国,对宇宙结构也有各式各样的说法。古印度人认为,大地是被几头象驮着的,而大象则站在巨大的海龟身上,海龟浮在海洋上。古代巴比伦人认为,大地犹如拱起的龟背,天空乃是半球形的穹庐。古希腊有人认为地球是一个浮在水面的扁盘;也有人认为地球是一个球,居于世界的中央……

  几千年来,古人对天体的解释都是建立在以地球为中心的感知上,如古希腊天文学家托勒密,提出地心体系观点,认为地球处于宇宙中心不动。日、月、行星和恒星在一些大小不同的同心圆上绕地球运转。直到16世纪,波兰天文学家哥白尼提出了太阳中心说,认为太阳在宇宙的中心,地球和其他行星绕太阳运转。“日心说”否定了在西方统治达1000多年的“地心说”,在天文学上是一次伟大的革命,从根本上动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论支柱。“从此自然科学便开始从神学中解放出来”,“科学的发展从此便大踏步前进”(恩格斯《自然辩证法》)。

  随着科学的进步,人们发现太阳只不过是一颗普通的恒星,千亿颗恒星组成了银河,叫银河系;以后人们又知道像银河系那样的星系也有千千万万个。它们组成了总星系。观测还告诉我们,总星系中物质分布不是杂乱无章的,而是有一定的结构;物质的运动不是紊乱无序的,而是表现出一定的规律性。研究这么大时空范围内物质的结构、运动和演化的学科就是宇宙学。

  关于“我们的宇宙”究竟是怎样的,目前为大多数科学家接受的是大爆炸宇宙学模型,它认为:“我们的宇宙”起源于一个温度极高、体积极小的原始火球。

  在距今约150至200亿年前,由于我们目前还不知道的物理原因,这个火球发生大爆炸,“我们的宇宙”在大爆炸中诞生。

  宇宙原始体大爆炸产生的高温大约为1000亿度。物质存在的主要“样子”是电子、光子、中微子。以后,随着空间膨胀,温度降低,物质密度也逐渐减小,原先存在的质子、中子等基本粒子结合成氘、氦、锂等元素;以后在引力的作用下,又逐渐形成星系、星系团;并逐渐形成恒星。

  直到今天,“我们的宇宙”仍在膨胀,虽然它的膨胀速度已经减慢了。今天,宇宙中的物质密度已降到10—31克/厘米,温度也下降到绝对温度2.7℃。这个由弗里德曼、伽莫夫等人创立的宇宙学说同一些观测事实符合得较好。例如,观测发现,几乎所有星系在彼此远离,这好像一个不断膨胀的气球,它表面上的各点在彼此分离;又如大爆炸宇宙学模型预言现今宇宙只有2.7K的低温,1965年两名美国科学家发现了这种温度只有2.7K的宇宙微波背景辐射。

  正由于上述事实及其他一些理由,大爆炸宇宙学模型目前在宇宙学中占统治地位。但大爆炸宇宙学模型也有解决不了的困难问题,如所谓的奇点困难,即物质密度无限大的问题。

  除大爆炸宇宙学模型提出宇宙有演化的膨胀模型外,英国天文学家邦迪、霍伊耳和戈尔特提出一种稳恒态宇宙模型,认为宇宙的性质在大尺度范围内是稳恒不变的。在大尺度空间,物质是均匀的、各向同性的;在时间上,宇宙各局部是变化的,但在大尺度上处于稳定状态。

  根据这个模型,宇宙膨胀过程中,物质不断从虚无中产生出来,以维持总的物质密度不变,这就与许多守恒定律相矛盾。

  法国天文学家沃库勒等人提出了一种等级宇宙模型,认为宇宙在结构上是分层次的,如恒星是一个层次,大量恒星集合组成了星系,若干星系结合在一起组成星系团,许多星系团又组成超星系团等。这种观点和目前的观测是相符的。但它认为,在更大尺度的空间范围,这种聚集成团现象还是存在的,不同意前两种宇宙模型中的宇宙学原理,即认为在大尺度范围物质分布是均匀的,各向同性的。由于这种宇宙模型没有精确的数字表达式,也没有作出什么确切的理论预言,故在学术界影响不大。

  关于“我们的宇宙”还有好多种模型。但从目前看,大爆炸宇宙学模型与实际最为接近,然而,由于它还存在着难以解决的问题,谁也不敢肯定地说宇宙就是这样的。