“四方上下曰宇,宇虽有实,而无定处可求;往古来今曰宙,宙虽有增加,不知其始之所至”,这段话对宇宙有一个很好的描述,广义上来理解宇宙就是时候空间加上物质组成的一个整体,这一点很是好理解,可是时候和空间上的鸿沟问题就困扰了科学家好久。
大部门科学家都不喜好那些飘渺无限的工具,今朝的本家儿流不雅点认为宇宙降生于138.2亿年前的奇点大爆炸,跟着漫长时候的演化,今朝的可不雅测宇宙直径已经达到了930亿光年,从这个理论可以找出时候和空间的起点,同时找出空间“姑且的终点”,这个所谓“姑且终点”就是临时可不雅测的宇宙规模。
宇宙的演化模子
宇宙学问题是最抽象也是最难以研究的,想象一下人类是地球上成长了几十万年的小生物,在上个宿世纪中叶之前甚至都无法飞出地球,要想去研究诺大的宇宙,连从哪里下手都不知道。大约400年前伽利略第一个把千里镜指标的目的了天空,同时他也有所发现,那就是在木星的四周呈现了四颗绕行的小天体,此刻把它们称之为伽利略卫星,也就是木卫一、木卫二、木卫三、木卫四。
其实伽利略的发现证实撑持了哥白尼的日心说,但那时宗教把握着社会秩序,不许可伽利略站出来表白本身的不雅点。可是可以知道从那个时辰起头我们就已经在逐渐的熟悉宇宙,扩展我们的宇宙不雅。当我们熟悉到太阳才是焦点,地球绕着太阳在公转,同时也领会了太阳是银河系内一颗通俗的恒星,在银河系内有着两千多亿颗近似的恒星。
这个时辰就要说哈勃的主要性了,一向以来大部门科学家都认为宇宙是稳态的,可是稳态的宇宙就很难去寻找它的发源,这就涉及到了一个永恒的状况。爱因斯坦对于稳态宇宙模子也是抱着必定的立场,即使在用本身的广义相对论场方程,研究宇宙演化问题的时辰,获得了动态宇宙结论,可是为了不打破现有的不雅点认知,就在本身的场方程中插手了宇宙学常数。
不久之后哈勃发现了河外星系大部门都是呈现红移现象,这也表白了宇宙膨胀的事实,爱因斯坦来到哈勃工作的天文台亲自不雅看,成果就是悔怨不已,这件工作也被爱因斯坦认为是本身平生中最大的错误。再加上六七十年月发现的宇宙布景微波辐射,宇宙大爆炸的假说也逐渐的被承认。
可不雅测宇宙到底若何理解?
宇宙不竭的在膨胀,而且从今朝的成果来看,宇宙膨胀是超光速的,因为138亿年的时候已经膨胀到今朝的930亿光年可不雅测直径。在这里其实还要说起一个概念,那就是宇宙起头一段时候是在减速膨胀,这个过程是合适我们的认知的,因为从宇宙大爆炸假说来看,最初的刹时膨胀速度是最快的,可是在自身的引力拉扯下速度会逐渐的变慢。
但现实不雅测成果显示,宇宙一向减速膨胀到大约70亿年前,在那之后宇宙起头加快膨胀,那么这个能量是源自于哪里?就像是标的目的上扔一个小球,本应该是速度逐渐降低直到起头下降,但现实上倒是加快标的目的上飞一只飞出外太空,这个时辰就要疑问了,这个看不见的手到底是什么?
科学家最后给出了一个结论,那就是暗能量,宇宙中主要的构成部门,表示出一种斥力的感化,距离越远结果越较着。就这样宇宙一向加快膨胀到今天,今朝的可不雅测宇宙直径已经是930亿光年了,但这并不是宇宙真实的巨细,只不外是在整个时候轴上真正有意义,能和我们发生因果关系的那一部门。
宇宙有巨细吗?是否无限?
其实只要对峙宇宙大爆炸的假说,那么我们必然知道宇宙是有巨细的,是不是不可思议“巴掌大”的宇宙是什么模样?
但我们至少要认可,是有那么一个期间,宇宙巨细是可见的。可是此刻已经加快膨胀到930亿光年,而不成不雅测宇宙直径科学家预估至少在23万亿光年之外,从这点来说宇宙是有巨细的。但只要说到宇宙巨细的问题,就会有人问出宇宙之外是什么的问题,只能说今朝的科学系统没有宇宙之外的说法。
有一种理论可以接管宇宙的的无限,就像是人类保存在地球概况,标的目的着一个偏向走永远都没有绝顶,最多只是绕着地球转圈,永远都找不到鸿沟,这个时辰您可能就会认为糊口的宿世界是没有鸿沟的。可是从更高维度去看,我们糊口的宿世界就是一个球形,整体上是有界线的。那么宇宙也可能如斯,在更高的四维空间中呈现出有界线的形式,而在我们三维空间中就是永远都找不到绝顶,更不要谈论宇宙的巨细了。
将来宇宙的终局
前文已经提到了因为暗能量的存在,宇宙一向都在加快膨胀,在短暂的时候段内,我们认为这个结论是准确的,将来宇宙也会一向沿着这个偏向演化,那么最终的终局显而易见,从热力学的角度上也很好理解,宇宙只能是从有序标的目的无序改变的熵增过程,最终达到最大的无序状况,宇宙变的一片死寂,不在具有一丝的能量。
当然还有不雅点认为,宇宙的加快膨胀也许是临时的,在将来宇宙依然会减速膨胀,最终速度为零起头缩短,也就是大刘科幻小说《大塌缩》中所描画的那样,一切重归“奇点”,起头新一轮的宇宙过程。
总结
关于宇宙的所稀有字没有科学家敢于打保票就必然是精确的,因为宇宙的时候和空间标准过分于庞大,即使某一个参数转变了,我们计较出来的宇宙巨细和时候城市发生转变,很可能将来的理论越来越完美,对于宇宙的熟悉也会越来越精确。
文/科学黑洞,图片来历收集侵删。
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