关于空间之外是不是真空的问题
宇宙是绝对真空吗?
宇宙其实不存在绝对的真空 ,只是宇宙各个方向物质密度不均匀 。
真空 ,不是一无所有的 “虚空” 。
按照 希拉克 的理论 ,一个真空是一个 “空穴” 加一个电子 。说明物质无处不在 。
universe;cosmos
宇宙的诞生
我们现在观察到的宇宙,其边界大约有100多亿光年。它由众多的星系所组成。地球是太阳系的一颗普通行星,而太阳系是银河系中一颗普通恒星。我们所观察到恒星、行星、慧星、星系等是怎么产生的呢?
宇宙学说认为,我们所观察到的宇宙,在其孕育的初期,集中于一个很小、温度极高、密度极大的奇点。在150亿年到200亿年前,奇点发生大爆炸,从此开始了我们所在的宇宙的诞生史。
宇宙原始大爆炸后0.01秒,宇宙的温度大约为1000亿度。物质存在的主要形式是电子、光子、中微子。以后,物质迅速扩散,温度迅速降低。大爆炸后1秒钟,下降到100亿度。大爆炸后14秒,温度约30亿度。35秒后,为3亿度,化学元素开始形成。温度不断下降,原子不断形成。宇宙间弥漫着气体云。他们在引力的作用下,形成恒星系统,恒星系统又经过漫长的演化,成为今天的宇宙。
物质现象的总和。广义上指无限多样、永恒发展的物质世界,狭义上指一定时代观测所及的最大天体系统。后者往往称作可观测宇宙、我们的宇宙,现在相当于天文学中的“总星系”。
2003年2月份,美国国家航空航天局曾向全世界公布他们有关宇宙年龄的研究成果。根据其公布的资料显示,宇宙年龄应该为137亿岁。2003年11月份,国际天体物理学研究小组宣称,宇宙的确切年龄应该是141亿岁。地球的形成大约是距今45亿年。
词源考察 在中国古籍中最早使用宇宙这个词的是《庄子·齐物论》。“宇”的含义包括各个方向,如东西南北的一切地点。“宙”包括过去、现在、白天、黑夜,即一切不同的具体时间。战国末期的尸佼说:“四方上下曰宇,往古来今曰宙。”“宇”指空间,“宙”指时间,“宇宙”就是时间和空间的统一。后来“宇宙”一词便被用来指整个客观实在世界。与宇宙相当的概念有“天地”、“乾坤”、“六合”等,但这些概念仅指宇宙的空间方面。《管子》的“宙合”一词,“宙”指时间,“合”(即“六合”)指空间,与“宇宙”概念最接近。
在西方,宇宙这个词在英语中叫cosmos,在俄语中叫кocMoc ,在德语中叫kosmos ,在法语中叫cosmos。它们都源自希腊语的κoσμoζ,古希腊人认为宇宙的创生乃是从浑沌中产生出秩序来,κoσμoζ其原意就是秩序。但在英语中更经常用来表示“宇宙”的词是universe。此词与universitas有关。在中世纪,人们把沿着同一方向朝同一目标共同行动的一群人称为universitas。在最广泛的意义上,universitas 又指一切现成的东西所构成的统一整体,那就是universe,即宇宙。universe和cosmos常常表示相同的意义,所不同的是,前者强调的是物质现象的总和,而后者则强调整体宇宙的结构或构造。
宇宙观念的发展 宇宙结构观念的发展 远古时代,人们对宇宙结构的认识处于十分幼稚的状态,他们通常按照自己的生活环境对宇宙的构造作了幼稚的推测。在中国西周时期,生活在华夏大地上的人们提出的早期盖天说认为,天穹像一口锅,倒扣在平坦的大地上;后来又发展为后期盖天说,认为大地的形状也是拱形的。公元前7世纪 ,巴比伦人认为,天和地都是拱形的,大地被海洋所环绕,而其中央则是高山。古埃及人把宇宙想象成以天为盒盖、大地为盒底的大盒子,大地的中央则是尼罗河。古印度人想象圆盘形的大地负在几只大象上,而象则站在巨大的龟背上,公元前7世纪末,古希腊的泰勒斯认为,大地是浮在水面上的巨大圆盘,上面笼罩着拱形的天穹。
最早认识到大地是球形的是古希腊人。公元前6世纪,毕达哥拉斯从美学观念出发,认为一切立体图形中最美的是球形,主张天体和我们所居住的大地都是球形的。这一观念为后来许多古希腊学者所继承,但直到1519~1522年,葡萄牙的F.麦哲伦率领探险队完成了第一次环球航行后 ,地球是球形的观念才最终证实。
公元2世纪,C.托勒密提出了一个完整的地心说。这一学说认为地球在宇宙的中央安然不动,月亮、太阳和诸行星以及最外层的恒星天都在以不同速度绕着地球旋转。为了说明行星视运动的不均匀性,他还认为行星在本轮上绕其中心转动,而本轮中心则沿均轮绕地球转动。地心说曾在欧洲流传了1000多年。1543年,N.哥白尼提出科学的日心说,认为太阳位于宇宙中心,而地球则是一颗沿圆轨道绕太阳公转的普通行星。1609年,J.开普勒揭示了地球和诸行星都在椭圆轨道上绕太阳公转,发展了哥白尼的日心说,同年,G.伽利略则率先用望远镜观测天空,用大量观测事实证实了日心说的正确性。1687年,I.牛顿提出了万有引力定律,深刻揭示了行星绕太阳运动的力学原因,使日心说有了牢固的力学基础。在这以后,人们逐渐建立起了科学的太阳系概念。
在哥白尼的宇宙图像中,恒星只是位于最外层恒星天上的光点。1584年,G.布鲁诺大胆取消了这层恒星天,认为恒星都是遥远的太阳。18世纪上半叶,由于E.哈雷对恒星自行的发展和J.布拉得雷对恒星遥远距离的科学估计,布鲁诺的推测得到了越来越多人的赞同。18世纪中叶,T.赖特、I.康德和J.H.朗伯推测说,布满全天的恒星和银河构成了一个巨大的天体系统。F.W.赫歇尔首创用取样统计的方法,用望远镜数出了天空中大量选定区域的星数以及亮星与暗星的比例,1785年首先获得了一幅扁而平、轮廓参差、太阳居中的银河系结构图,从而奠定了银河系概念的基础。在此后一个半世纪中,H.沙普利发现了太阳不在银河系中心、J.H.奥尔特发现了银河系的自转和旋臂,以及许多人对银河系直径、厚度的测定,科学的银河系概念才最终确立。
18世纪中叶,康德等人还提出,在整个宇宙中,存在着无数像我们的天体系统(指银河系)那样的天体系统。而当时看去呈云雾状的“星云”很可能正是这样的天体系统。此后经历了长达170年的曲折的探索历程,直到1924年,才由E.P.哈勃用造父视差法测仙女座大星云等的距离确认了河外星系的存在。
近半个世纪,人们通过对河外星系的研究,不仅已发现了星系团、超星系团等更高层次的天体系统,而且已使我们的视野扩展到远达200亿光年的宇宙深处。
宇宙演化观念的发展 在中国,早在西汉时期,《淮南子·俶真训》指出:“有始者,有未始有有始者,有未始有夫未始有有始者”,认为世界有它的开辟之时,有它的开辟以前的时期,也有它的开辟以前的以前的时期。《淮南子·天文训》中还具体勾画了世界从无形的物质状态到浑沌状态再到天地万物生成演变的过程。在古希腊,也存在着类似的见解。例如留基伯就提出,由于原子在空虚的空间中作旋涡运动,结果轻的物质逃逸到外部的虚空,而其余的物质则构成了球形的天体,从而形成了我们的世界。
太阳系概念确立以后,人们开始从科学的角度来探讨太阳系的起源。1644年,R.笛卡尔提出了太阳系起源的旋涡说;1745年,G.L.L.布丰提出了一个因大彗星与太阳掠碰导致形成行星系统的太阳系起源说;1755年和1796年,康德和拉普拉斯则各自提出了太阳系起源的星云说。现代探讨太阳系起源z的新星云说正是在康德-拉普拉斯星云说的基础上发展起来。
1911年,E.赫茨普龙建立了第一幅银河星团的颜色星等图;1913年,H.N.罗素则绘出了恒星的光谱-光度图,即赫罗图。罗素在获得此图后便提出了一个恒星从红巨星开始,先收缩进入主序,后沿主序下滑,最终成为红矮星的恒星演化学说。1924年 ,A.S.爱丁顿提出了恒星的质光关系;1937~1939年,C.F.魏茨泽克和贝特揭示了恒星的能源来自于氢聚变为氦的原子核反应。这两个发现导致了罗素理论被否定,并导致了科学的恒星演化理论的诞生。对于星系起源的研究,起步较迟,目前普遍认为,它是我们的宇宙开始形成的后期由原星系演化而来的。
1917年,A.阿尔伯特·爱因斯坦运用他刚创立的广义相对论建立了一个“静态、有限、无界”的宇宙模型,奠定了现代宇宙学的基础。1922年,G.D.弗里德曼发现,根据阿尔伯特·爱因斯坦的场方程,宇宙不一定是静态的,它可以是膨胀的,也可以是振荡的。前者对应于开放的宇宙,后者对应于闭合的宇宙。1927年,G.勒梅特也提出了一个膨胀宇宙模型.1929年 哈勃发现了星系红移与它的距离成正比,建立了著名的哈勃定律。这一发现是对膨胀宇宙模型的有力支持。20世纪中叶,G.伽莫夫等人提出了热大爆炸宇宙模型,他们还预言,根据这一模型,应能观测到宇宙空间目前残存着温度很低的背景辐射。1965年微波背景辐射的发现证实了伽莫夫等人的预言。从此,许多人把大爆炸宇宙模型看成标准宇宙模型。1980年,美国的古斯在热大爆炸宇宙模型的 基础上又进一步提出了暴涨宇宙模型。这一模型可以解释目前已知的大多数重要观测事实。
宇宙图景 当代天文学的研究成果表明,宇宙是有层次结构的、物质形态多样的、不断运动发展的天体系统。
层次结构 行星是最基本的天体系统。太阳系中共有八大行星:水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星。除水星和金星外,其他行星都有卫星绕其运转,地球有一个卫星 月球,土星的卫星最多,已确认的有17颗。行星 小行星 彗星和流星体都围绕中心天体太阳运转,构成太阳系。太阳占太阳系总质量的99.86%,其直径约140万千米,最大的行星木星的直径约14万千米。太阳系的大小约120亿千米。有证据表明,太阳系外也存在其他行星系统。2500亿颗类似太阳的恒星和星际物质构成更巨大的天体系统——银河系。银河系中大部分恒星和星际物质集中在一个扁球状的空间内,从侧面看很像一个“铁饼”,正面看去�则呈旋涡状。银河系的直径约10万光年,太阳位于银河系的一个旋臂中,距银心约3万光年。银河系外还有许多类似的天体系统,称为河外星系,常简称星系。现已观测到大约有10亿个。星系也聚集成大大小小的集团,叫星系团。平均而言,每个星系团约有百余个星系,直径达上千万光年。现已发现上万个星系团。包括银河系在内约40个星系构成的一个小星系团叫本星系群。若干星系团集聚在一起构成更大、更高一层次的天体系统叫超星系团。超星系团往往具有扁长的外形,其长径可达数亿光年。通常超星系团内只含有几个星系团,只有少数超星系团拥有几十个星系团。本星系群和其附近的约50个星系团构成的超星系团叫做本超星系团。目前天文观测范围已经扩展到200亿光年的广阔空间,它称为总星系。
多样性 天体千差万别,宇宙物质千姿百态。太阳系天体中,水星、金星表面温度约达700K,遥远的冥王星向日面的温度最高时也只有50K;金星表面笼罩着浓密的二氧化碳大气和硫酸云雾,气压约50个大气压,水星、火星表面大气却极其稀薄,水星的大气压甚至小于2×10-9毫巴;类地行星(水星、金星、火星)都有一个固体表面,类木行星却是一个流体行星;土星的平均密度为0.70克/厘米3,比水的密度还小,木星、天王星、海王星的平均密 度略大于水的密度,而水星、金星、地球等的密度则达到水的密度的5倍以上;多数行星都是顺向自转,而金星是逆向自转;地球表面生机盎然,其他行星则是空寂荒凉的世界。
太阳在恒星世界中是颗普遍而又典型的恒星。已经发现,有些红巨星的直径为太阳直径的几千倍。中子星直径只有太阳的几万分之一;超巨星的光度高达太阳光度的数百万倍,白矮星光度却不到太阳的几十万分之一。红超巨星的物质密度小到只有水的密度的百万分之一,而白矮星、中子星的密度分别可高达水的密度的十万倍和百万亿倍。太阳的表面温度约为6000K,O型星表面温度达30000K,而红外星的表面温度只有约600K。太阳的普遍磁场强度平均为1×10-4特斯拉,有些磁白矮星的磁场通常为几千、几万高斯(1高斯=10-4特斯拉),而脉冲星的磁场强度可高达十万亿高斯。有些恒星光度基本不变,有些恒星光度在不断变化,称变星。有的变星光度变化是有周期的,周期从1小时到几百天不等。有些变星的光度变化是突发性的,其中变化最剧烈的是新星和超新星,在几天内,其光度可增加几万倍甚至上亿倍。
恒星在空间常常聚集成双星或三五成群的聚星,它们可能占恒星总数的1/3。也有由几十、几百乃至几十万个恒星聚在一起的星团。宇宙物质除了以密集形式形成恒星、行星等之外,还以弥漫的形式形成星际物质。星际物质包括星际气体和尘埃,平均每立方厘米只有一个原子,其中高度密集的地方形成形状各异的各种星云。宇宙中除发出可见光的恒星、星云等天体外,还存在紫外天体、红外天体、X射线源、γ射线源以及射电源。
星系按形态可分为椭圆星系、旋涡星系、棒旋星系、透镜星系和不规则星系等类型。60年代又发现许多正在经历着爆炸过程或正在抛射巨量物质的河外天体,统称为活动星系,其中包括各种射电星系、塞佛特星系、N型星系、马卡良星系、蝎虎座BL型天体,以及类星体等等。许多星系核有规模巨大的活动:速度达几千千米/秒的气流,总能量达1055焦耳的能量输出,规模巨大的物质和粒子抛射,强烈的光变等等。在宇宙中有种种极端物理状态:超高温、超高压、超高密、超真空、超强磁场、超高速运动、超高速自转、超大尺度时间和空间、超流、超导等。为我们认识客观物质世界提供了理想的实验环境。
运动和发展 宇宙天体处于永恒的运动和发展之中,天体的运动形式多种多样,例如自转、各自的空间运动(本动)、绕系统中心的公转以及参与整个天体系统的运动等。月球一方面自转一方面围绕地球运转,同时又跟随地球一起围绕太阳运转。太阳一方面自转,一方面又向着武仙座方向以20千米/秒的速度运动,同时又带着整个太阳系以250千米/秒的速度绕银河系中心运转,运转一周约需2.2亿年。银河系也在自转,同时也有相对于邻近的星系的运动。本超星系团也可能在膨胀和自转。总星系也在膨胀。
现代天文学已经揭示了天体的起源和演化的历程。当代关于太阳系起源学说认为,太阳系很可能是50亿年前银河系中的一团尘埃气体云(原始太阳星云)由于引力收缩而逐渐形成的(见太阳系起源)。恒星是由星云产生的,它的一生经历了引力收缩阶段、主序阶段、红巨星阶段、晚期阶段和临终阶段。星系的起源和宇宙起源密切相关,流行的看法是:在宇宙发生热大爆炸后40万年,温度降到4000K,宇宙从辐射为主时期转化为物质为主时期,这时或由于密度涨落形成的引力不稳定性,或由于宇宙湍流的作用而逐步形成原星系,然后再演化为星系团和星系。热大爆炸宇宙模型描绘了我们的宇宙的起源和演化史:我们的宇宙起源于200亿年前的一次大爆炸,当时温度极高、密度极大。随着宇宙的膨胀,它经历了从热到冷、从密到稀、从辐射为主时期到物质为主时期的演变过程,直至10~20亿年前,才进入大规模形成星系的阶段,此后逐渐形成了我们当今看到的宇宙。1980年提出的暴涨宇宙模型则是热大爆炸宇宙模型的补充。它认为在宇宙极早期,在我们的宇宙诞生后约10-36秒的时候,它曾经历了一个暴涨阶段。
哲学分析 宇宙概念 有些宇宙学家认为,我们的宇宙是唯一的宇宙;大爆炸不是在宇宙空间的哪一点爆炸,而是整个宇宙自身的爆炸。但是,新提出的暴涨模型表明,我们的宇宙仅是整个暴涨区域的非常小的一部分,暴涨后的区域尺度要大于1026厘米,而那时我们的宇宙只有10厘米。还有可能这个暴涨区域是一个更大的始于无规则混沌状态的物质体系的一部分。这种情况恰如科学史上人类的认识从太阳系宇宙扩展到星系宇宙,再扩展到大尺度宇宙那样,今天的科学又正在努力把人类的认识进一步向某种探索中的“暴涨宇宙”、“无规则的混沌宇宙”推移。我们的宇宙不是唯一的宇宙,而是某种更大的物质体系的一部分,大爆炸不是整个宇宙自身的爆炸,而是那个更大物质体系的一部分的爆炸。因此,有必要区分哲学和自然科学两个不同层次的宇宙概念。哲学宇宙概念所反映的是无限多样、永恒发展的物质世界;自然科学宇宙概念所涉及的则是人类在一定时代观测所及的最大天体系统。两种宇宙概念之间的关系是一般和个别的关系。随着自然科学宇宙概念的发展,人们将逐步深化和接近对无限宇宙的认识。弄清两种宇宙概念的区别和联系,对于坚持马克思主义的宇宙无限论,反对宇宙有限论、神创论、机械论、不可知论、哲学代替论和取消论,都有积极意义。
宇宙的创生 有些宇宙学家认为,暴涨模型最彻底的改革也许是观测宇宙中所有的物质和能量从无中产生的观点,这种观点之所以在以前不能为人们接受,是因为存在着许多守恒定律,特别是重子数守恒和能量守恒。但随着大统一理论的发展,重子数有可能是不守恒的,而宇宙中的引力能可粗略地说是负的,并精确地抵消非引力能,总能量为零。因此就不存在已知的守恒律阻止观测宇宙从无中演化出来的问题。这种“无中生有”的观点在哲学上包括两个方面:①本体论方面。如果认为“无”是绝对的虚无,则是错误的。这不仅违反了人类已知的科学实践,而且也违反了暴涨模型本身。按照该模型,我们所研究的观测宇宙仅仅是整个暴涨区域的很小的一部分,在观测宇宙之外并不是绝对的“无”。现在观测宇宙的物质是从假真空状态释放出来的能量转化而来的,这种真空能恰恰是一种特殊的物质和能量形式,并不是创生于绝对的“无”。如果进一步说这种真空能起源于“无”,因而整个观测宇宙归根到底起源于“无”,那么这个“无”也只能是一种未知的物质和能量形式。②认识论和方法论方面。暴涨模型所涉及的宇宙概念是自然科学的宇宙概念。这个宇宙不论多么巨大,作为一个有限的物质体系 ,也有其产生、发展和灭亡的历史。暴涨模型把传统的大爆炸宇宙学与大统一理论结合起来,认为观测宇宙中的物质与能量形式不是永恒的,应研究它们的起源。它把“无”作为一种未知的物质和能量形式,把“无”和“有”作为一对逻辑范畴,探讨我们的宇宙如何从“无”——未知的物质和能量形式,转化为“有”——已知的物质和能量形式,这在认识论和方法论上有一定意义。
时空起源 有些人认为,时间和空间不是永恒的,而是从没有时间和没有空间的状态产生的。根据现有的物理理论,在小于10-43秒和10-33厘米的范围内,就没有一个“钟”和一把“尺子”能加以测量,因此时间和空间概念失效了,是一个没有时间和空间的物理世界。这种观点提出已知的时空形式有其适用的界限是完全正确的。正像历史上的牛顿时空观发展到相对论时空观那样,今天随着科学实践的发展也必然要求建立新的时空观。由于在大爆炸后10-43秒以内,广义相对论失效,必须考虑引力的量子效应,因此有些人试图通过时空的量子化的途径来探讨已知的时空形式的起源。这些工作都是有益的,但我们决不能因为人类时空观念的发展或者在现有的科学技术水平上无法度量新的时空形式,而否定作为物质存在形式的时间、空间的客观存在。
人和宇宙 从本世纪60年代开始,由于人择原理的提出和讨论,出现了人类存在和宇宙产生的关系问题。人择原理认为 ,可能存在许多具有不同物理参数和初始条件的宇宙,但只有物理参数和初始条件取特定值的宇宙才能演化出人类,因此我们只能看到一种允许人类存在的宇宙。人择原理用人类的存在去约束过去可能有的初始条件和物理定律,减少它们的任意性,使一些宇宙学现象得到解释,这在科学方法论上有一定的意义。但有人提出,宇宙的产生依赖于作为观测者的人类的存在。这种观点值得商榷。现在根据暴涨模型,那些被传统大爆炸模型作为初始条件的状态,有可能从极早期宇宙的演化中产生出来,而且宇宙的演化几乎变得与初始条件的一些细节无关。这样就使上述那种利用初始条件的困难来否定宇宙客观实在性的观点失去了基础。但有些人认为,由于暴涨引起的巨大距离尺度,使得从整体上去观测宇宙的结构成为不可能。这种担心有其理由,但如果暴涨模型正确的话,随着科学实践的发展,一定有可能突破人类认识上的困难。
宇宙
宇宙,是我们所在的空间,“宇”字的本义就是指“上下四方”。
地球是我们的家园;
而地球仅是太阳系的第三颗行星;
而太阳系又仅仅定居于银河系巨大旋臂的一侧;
而银河系,在宇宙所有星系中,也许很不起眼……
这一切,组成了我们的宇宙:
宇宙,是所有天体共同的家园。
宇宙,又是我们所在的时间,“宙”的本意就是指“古往今来”。
因为,我们的宇宙不是从来就有的,它也有着诞生和成长的过程。现代科学发现,我们的宇宙大概形成于二百亿年以前。在一次无比壮观的大爆炸中,我们的宇宙诞生了!(这就是著名的“大爆炸”理论。)
宇宙一经形成,就在不停地运动着。科学家发现,宇宙正在膨胀着,星体之间的距离越来越大。
宇宙没有开始,没有结束,没有边界,更没有诞生与毁灭,只有一个个阶段的结束与开始,我们现阶段的宇宙大概形成于二百亿年以前。在一次无比壮观的大爆炸中,这阶段的宇宙开始了!最新研究表明,大爆炸孕育于黑洞中,黑洞将所有物质,包括光子在内压到一个点,这时连电子,中子,质子等都已不存在(究竟是什么物质比电子还小呢?当代科技无法解释,暂称为夸克),这时发生了比核聚变更高等级的爆炸,这种爆炸的范围至少波及数十亿光年,又一个新的宇宙纪元就诞生了.题名]:宇宙
[英文缩写]:
[英文]:universe;cosmos
[解释]:
物质现象的总和。广义上指无限多样、永恒发展的物质世界,狭义上指一定时代观测所及的最大天体系统。后者往往称作可观测宇宙、我们的宇宙,现在相当于天文学中的“总星系”。
词源考察 在中国古籍中最早使用宇宙这个词的是《庄子·齐物论》。“宇”的含义包括各个方向,如东西南北的一切地点。“宙”包括过去、现在、白天、黑夜,即一切不同的具体时间。战国末期的尸佼说:“四方上下曰宇,往古来今曰宙。”“宇”指空间,“宙”指时间,“宇宙”就是时间和空间的统一。后来“宇宙”一词便被用来指整个客观实在世界。与宇宙相当的概念有“天地”、“乾坤”、“六合”等,但这些概念仅指宇宙的空间方面。《管子》的“宙合”一词,“宙”指时间,“合”(即“六合”)指空间,与“宇宙”概念最接近。
在西方,宇宙这个词在英语中叫cosmos,在俄语中叫кocMoc ,在德语中叫kosmos ,在法语中叫cosmos。它们都源自希腊语的κoσμoζ,古希腊人认为宇宙的创生乃是从浑沌中产生出秩序来,κoσμoζ其原意就是秩序。但在英语中更经常用来表示“宇宙”的词是universe。此词与universitas有关。在中世纪,人们把沿着同一方向朝同一目标共同行动的一群人称为universitas。在最广泛的意义上,universitas 又指一切现成的东西所构成的统一整体,那就是universe,即宇宙。universe和cosmos常常表示相同的意义,所不同的是,前者强调的是物质现象的总和,而后者则强调整体宇宙的结构或构造。
宇宙观念的发展 宇宙结构观念的发展 远古时代,人们对宇宙结构的认识处于十分幼稚的状态,他们通常按照自己的生活环境对宇宙的构造作了幼稚的推测。在中国西周时期,生活在华夏大地上的人们提出的早期盖天说认为,天穹像一口锅,倒扣在平坦的大地上;后来又发展为后期盖天说,认为大地的形状也是拱形的。公元前7世纪 ,巴比伦人认为,天和地都是拱形的,大地被海洋所环绕,而其中央则是高山。古埃及人把宇宙想象成以天为盒盖、大地为盒底的大盒子,大地的中央则是尼罗河。古印度人想象圆盘形的大地负在几只大象上,而象则站在巨大的龟背上,公元前7世纪末,古希腊的泰勒斯认为,大地是浮在水面上的巨大圆盘,上面笼罩着拱形的天穹。
最早认识到大地是球形的是古希腊人。公元前6世纪,毕达哥拉斯从美学观念出发,认为一切立体图形中最美的是球形,主张天体和我们所居住的大地都是球形的。这一观念为后来许多古希腊学者所继承,但直到1519~1522年,葡萄牙的F.麦哲伦率领探险队完成了第一次环球航行后 ,地球是球形的观念才最终证实。
公元2世纪,C.托勒密提出了一个完整的地心说。这一学说认为地球在宇宙的中央安然不动,月亮、太阳和诸行星以及最外层的恒星天都在以不同速度绕着地球旋转。为了说明行星视运动的不均匀性,他还认为行星在本轮上绕其中心转动,而本轮中心则沿均轮绕地球转动。地心说曾在欧洲流传了1000多年。1543年,N.哥白尼提出科学的日心说,认为太阳位于宇宙中心,而地球则是一颗沿圆轨道绕太阳公转的普通行星。1609年,J.开普勒揭示了地球和诸行星都在椭圆轨道上绕太阳公转,发展了哥白尼的日心说,同年,G. 伽利略 则率先用望远镜观测天空,用大量观测事实证实了日心说的正确性。1687年,I. 牛顿 提出了万有引力定律,深刻揭示了行星绕太阳运动的力学原因,使日心说有了牢固的力学基础。在这以后,人们逐渐建立起了科学的太阳系概念。
在哥白尼的宇宙图像中,恒星只是位于最外层恒星天上的光点。1584年,G.布鲁诺大胆取消了这层恒星天,认为恒星都是遥远的太阳。18世纪上半叶,由于E.哈雷对恒星自行的发展和J.布拉得雷对恒星遥远距离的科学估计,布鲁诺的推测得到了越来越多人的赞同。18世纪中叶,T.赖特、I. 康德 和J.H.朗伯推测说,布满全天的恒星和银河构成了一个巨大的天体系统。F.W.赫歇尔首创用取样统计的方法,用望远镜数出了天空中大量选定区域的星数以及亮星与暗星的比例,1785年首先获得了一幅扁而平、轮廓参差、太阳居中的银河系结构图,从而奠定了银河系概念的基础。在此后一个半世纪中,H.沙普利发现了太阳不在银河系中心、J.H.奥尔特发现了银河系的自转和
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。1014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。
1017~1018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1024岁时,质子开始衰变为光子和各种轻子。1032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。
10100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。
这样的微物质(有人称为以太。因为对以太了解不多,不敢贸然套用。)可以穿透任何物质并充填任何空间。电、磁、电磁波现象以及磁力、引力、强力、弱力均能在此物质空间存在,作用和畅通无阻。
物质--我们已知的任何物质都可以毫无障碍地进入这样的微物质空间,只要它们的磁场不是相斥的。
真空现象的出现是物质运动矢量能相互作用的结果。即真空形态,就是由相关物质引、斥力在既定时空的某种均衡造成的相对的无已知物质状态。(必须承认两者都是物质的存在和运动状态。它们之间也互为因果。)根据以上的事实和判断,我们是否可以推断这样的微物质实际上就是我们目前已感知的宇宙中存在能贯通一切其他已知物质存在和运动形态的最基本的物质存在和运动。这样的微物质存在和运动就像一个多维交织的网,形成无数的点和线。一切已知的物质实际上就是在这样的点和线上以相互获得的矢量进行运动和转换,或者构建,重组。因为这样的微物质存在于一切已知的物质当中,所以,它们在这样的微物质中运动时只发生和显现它们--各已知物质之间的矢量相互作用。这样的由各自旋转着的微物质构成的多维矢量网也许就是场的概念。电、磁、电磁波现象以及磁力、引力、弱力、强力都是物质在这样的场中形成的矢量运动状态以及相互作用能量的体现。所以,除非我们发现更微小的物质存在和运动现象否则真空状态下的物质存在和运动状态将是最基本的可以存在于其他一切已知物质之中的存在和运动状态。正是这样的存在和运动构成了气象万千、色彩缤纷的物质世界;形成了千姿百态,无穷不尽的物质运动。
揭示以太的详细结构有大量的工作要做,至于这种物质是否叫以太并不重要,不过,以太决不是比云还稀薄的物质,实际上以太比我们所见的任何物质都要坚硬,有人要问?为什么我们举手投足从没有感觉到有任何阻力呢?当然,这一点以现代的科学知识水平似乎不难回答,具体说,是由以太与构成物质的基本粒子的关系决定的,如果构成物质的粒子单元能自由地穿行于以太中,且其相对位置保持不变,上述问题就不存在,单元集体运动就构成了物体的运动,这就如穿过芦苇的鱼群一样,只要每一条鱼相对于另一条鱼的位置保持不变,鱼群的集体形状不会改变,我们看到铁块移动后还是一个原来的铁块,是由于组成元素的粒子相对位置没有改变,而这种保持力就如通常我们所说的化学键或核力等,就目前所知,所有粒子,既是粒子又是波,我们已习惯并不总是把粒子想象成一个球状的东西,诸如化学键的结合也只是电子云的轨道交叉重叠,也不是两个球粘在一起。以太的结构现在还不清楚,但是客观存在的,以宏观效应初步推测:以太是一种类似于晶体的强硬结构,任何物质不能脱离以太而存在,任何物质粒子或波是在晶格上高速(可能是光速)振动着的玄波,其波长只能为晶格的整数倍,这决定了所有微观物质世界都具有量子性。粒子质量或光子能量反比于玄波波长,也就是说:波长越长,质量越小。例如:将电子玄从中间截断,所得到的实在粒子之任何一个都大于电子质量,粒子质量也同样具有量子性,在大质量粒子上表现尤为明显。物质粒子将整体影响晶体常数,引力是以太结构变化的外在表现,晶体常数又影响其中粒子的特征和质量。质量和重量具有等同性,同等条件下,质量大的重量一定大,晶格基本尺寸可能跟h(普朗克衡量)有关。我们是否应考虑一下,在对待某些问题上存在误区,例如,分析粒子的空间不确定性从来只从粒子本身单方面考虑问题,所以问题变得复杂。单个光子双缝干涉实验中,光子只能从一个缝经过,它却知道另一个缝是开着的或关着的,这个问题仅仅是粒子本身的问题吗?在天文学星系的超常红移中,星系以接近或超过光速运动,仅仅用速度来解释红移有极大的困难,如果真空不是空洞,显然就应考虑真空的影响。量子力学是现代物理的巨大成功,然而,量子力学的理论基础至今存在问题,致使一些物理学家断言:这个理论最终是无意义的。要发展这一理论,真空必须走在前面,而真空的解决必将使这一理论得到飞跃的发展。真空问题,成为现代科学发展的重要障碍,在物理学、高能物理、宇宙天文学等许多领域、仍然以空无的观点思考问题,空间难道对我们的宇宙没有影响吗?抛弃光速不变的观点,可把广义相对论写成光速的简单函数,当然,处理平直空间不必这么麻烦,完全可根据实际情况而定,至少,我们知道在什么情况什么时候可以用狭义相对论理论。
宇宙定律有三条,
第一是守恒定律,
第二是因果律,
第三是旋转生两极,两极生万物。
1。宇宙
a. 宇宙是无限的。
这是肯定成立的,因为我们永远也不能否认在我们所知有限宇宙空间之外不存在物质,
即便存在物质的有限宇宙空间之外是真空的,空间依然存在,宇宙的无限性是由宇宙的定义自然而来的。
b. 目前所知的宇宙是三维空间+一维时间。
空间
是否存在更高维空间呢?我们无法否认这一点。
从数学角度来说,四维,五维甚至更高维的空间是可能存在的。
我们无法想象四维空间那是因为从低维空间是无法感知到高维空间的。
这就好像是在二维空间内是无法知道是否存在与二维平面垂直的直线的。
同样,我们无法知道是否存在与三维空间垂直的直线,
但是,它是完全可能存在的。
一个例子,正三棱锥的中心和四个顶点构成了一个四维坐标系,
如果,每个夹角都是90度的,
那么它就是一个四维空间坐标系。
宇宙是无穷大和无穷小的,
没有最大,只有更大,没有最小,只有更小。
相似性原理
宇宙的规律和事物的性质是与空间尺度无关的,
对于任意边长的等边三角形来说,它的三条边长都是相等的。
宇宙空间到处都分布着物质,
区别只在于物质密度的不同,
真空还是可能存在的,
但是,由于宇宙是不断运动变化中的,
所以,真空只在一定时间内有意义.
如果物质是完全静止的,
那么,宇宙空间就可能存在物质分布的不均匀.
但是,对于处于碰撞中的物质,
碰撞就是热,
由于热膨胀的作用,
物质就会从高压区向低压区流动,
高压,低压本身就是碰撞.
时间
时间是物体运动产生的,
没有运动,就没有时间,
因为,如果宇宙的所有物体都静止,
那么,时间就是毫无意义的。
空间之外不是空的,本来空间也不是空的,它里面还有时间,星球雷电云和风,还有我们生物界人类等许许多多。不存在真空,真空是相对的一个概念。
宇宙不是一个,不是固定大小的,可以膨胀和缩小,所以宇宙有爆炸的时候,但有科学家讲这个宇宙早就发生大爆炸了,可因为很遥远,那个地方的信息要传到我们这儿来,也需要无数光年才能到达。宇宙很大,应该也是很遥远的事。
宇宙有横向和纵向的许多层次,每个层次里都不是空的,都有物质。因为真空也是物质。
在我们人类生存的这个空间中就有多个分层次,银河系太阳系,地球上的山河,动物界,生物界,微生物界,还有真菌细菌,其大无外其小无内
宇宙定律有三条,
第一是守恒定律,
第二是因果律,
第三是旋转生两极,两极生万物。
1。宇宙
a. 宇宙是无限的。
这是肯定成立的,因为我们永远也不能否认在我们所知有限宇宙空间之外不存在物质,
即便存在物质的有限宇宙空间之外是真空的,空间依然存在,宇宙的无限性是由宇宙的定义自然而来的。
b. 目前所知的宇宙是三维空间+一维时间。
空间
是否存在更高维空间呢?我们无法否认这一点。
从数学角度来说,四维,五维甚至更高维的空间是可能存在的。
我们无法想象四维空间那是因为从低维空间是无法感知到高维空间的。
这就好像是在二维空间内是无法知道是否存在与二维平面垂直的直线的。
同样,我们无法知道是否存在与三维空间垂直的直线,
但是,它是完全可能存在的。
一个例子,正三棱锥的中心和四个顶点构成了一个四维坐标系,
如果,每个夹角都是90度的,
那么它就是一个四维空间坐标系。
宇宙是无穷大和无穷小的,
没有最大,只有更大,没有最小,只有更小。
相似性原理
宇宙的规律和事物的性质是与空间尺度无关的,
对于任意边长的等边三角形来说,它的三条边长都是相等的。
宇宙空间到处都分布着物质,
区别只在于物质密度的不同,
真空还是可能存在的,
但是,由于宇宙是不断运动变化中的,
所以,真空只在一定时间内有意义.
如果物质是完全静止的,
那么,宇宙空间就可能存在物质分布的不均匀.
但是,对于处于碰撞中的物质,
碰撞就是热,
由于热膨胀的作用,
物质就会从高压区向低压区流动,
高压,低压本身就是碰撞.
时间
时间是物体运动产生的,
没有运动,就没有时间,
因为,如果宇宙的所有物体都静止,
那么,时间就是毫无意义的。
宇宙之外有空间吗
第一种:宇宙之外是一片虚无,也就是所说的未知,什么都不存在的虚无空间,在科学里所说的宇宙,仅仅是我们目前能观测到的,处在这个空间范围内的一切,这个科学依据就是宇宙大爆炸的假说,因为宇宙大爆炸之前就是一片虚无,那么宇宙之外不就应该是没有爆炸前的样子吗?第二种:宇宙之外存在于别的宇宙...
宇宙之外的宇宙到底有什么,高维空间并非妄谈?
其实不得不说的是,现在很多科学家推测高维时空可能确实真是存在,也正因为如此,我们的宇宙之外可能是另一个平行宇宙,也正是因为这种交叉的时空,所以说高维度空间区的真实存在,因此这种说法也是有一定科学依据的。
宇宙之外还存在空间吗?
宇宙之外还存在空间,这一点是物理学界肯定的,甚至宇宙诞生前同样拥有空间,这也是物理学界所公认的,只是在目前物理定律中认为的。宇宙外还有宇宙,平行宇宙可能真的存在。宇宙有边界,但是宇宙却有无数个,我们所处的这个宇宙,只是在千万宇宙之中的其中一个罢了,并且这个宇宙有边界,所以才可以膨胀拉...
宇宙空间之外是什么?(备注:不是宇宙之外还是宇宙)
不过我可以说一些目前的一个对整个世界(包括“宇宙外围”)的一个大胆的假设理论,“膜理论”。这种理论在霍金的较新的论著里有不少的介绍:若以形象化的三维空间世界观来描述多位多维的宇宙和宇宙外空间,那我们的这个宇宙其实是一张“膜”,其他的宇宙也是“膜”,膜与膜之间的相互碰撞接触造成了各...
地球以外的另一个空间真的存在嘛?
地球上的确存在另一个空间,在那个空间的文明是人类文明远远达不到的。最简单的就是在医学上的神经学,人类得了精神病的患者,有好多是另一空间的生命体治好的。 平行空间---这是对我们生存的宇宙(空间)形态的一种比较合理的解释. 我们知道"镜面相对效应", 即两面镜子相对时, 在镜中就会产生一个空...
宇宙之外还存在空间吗?
宇宙之外是还存在空间的,因为霍金在《时间简史》里面就说到,宇宙是有限无界的,宇宙时空是有限大的,但却是没有边界的。并且霍金用地球来做了一个类比。我们的地球,就是一个有限大的星球,我们知道它的直径和大小。但是呢,地球是没有边界和开端的,你在地球上一直走一直走,也不可能找到一个边界...
空间有边界吗?空间之外是什么?
既然有了空间和时间,就算那里是真空,也总该叫宇宙吧,我觉得这样的问题不要直接去判断,而是先弄清判断依据,空间,时间到底该怎么理解(时间空间是无限的,如果说时间是有限的,那只是相对于我们的灵魂而言),如果你们说的宇宙是只有物质,能量或者什么的存在才是宇宙的话,我无话可说!
宇宙之外真的存在其他宇宙吗?
1. 宇宙的边界与无尽的奥秘<\/:就像地球表面看似有限,实则无垠,宇宙也有其边界,但那并非物理上的尽头,而是引力的巧妙弯曲,形成一个四维的弯曲空间,仿佛一个无尽的圆环。2. 宇宙之外的神秘面纱<\/:科学家们曾提出,宇宙之外可能并非真空,而是存在着其他维度的宇宙,这些设想挑战了我们对空间的认知。
宇宙之外的宇宙,是不是就是传说中的四维世界?
其实人们对宇宙之外,宇宙猜想也是存在诸多差异的,而且可能宇宙之外的宇宙确实是四维世界的宇宙,所以,这个宇宙之外的宇宙可能被包含在更大宇宙之中,我们所处的宇宙可能本身就是这思维世界里面的一部分,所以被外面的宇宙所包含在其中。其实不得不说,是宇宙之外的宇宙是否是传说中的四维空间也是不得而知...
宇宙正在膨胀,宇宙之外有空间吗?
宇宙之外确实不是空间,另外作为一个用于定义空间位置的“之外”,问宇宙之外就相当于问空间之外,这种问题是有毛病的……中国古人有句话:至大无外,至小无内。提出“至大无外至小无内”的庄子 如果空间还有外面,那外面还是空间啊,如果宇宙还有外面,那外面难道不是宇宙吗?所以说“宇宙外面”这在...
镡钧弹性: 真空的定义是:低于一个标准大气压的气体状态,它指的是一种空气压力环境,所以在一些质量大的星球上如果存在压力比较高的气压就不算是真空.准确的说,宇宙中,在星球外的空间都是真空环境.
安宁市18419823330: 外太空究竟是不是真空的啊? - ?
镡钧弹性: 外太空是真空的,太空中是不存在空气的,但到了各个星球的附近,如果该星球有大气层,那它附近的空间就不是真空的.
安宁市18419823330: 请问宇宙空间(比如飞出地球大气层)是否是真空的, - ?
镡钧弹性: 大气层以外是真空,在太空没有参照物所以不会有方向感,光在整个宇宙都是存在的!
安宁市18419823330: 宇宙中存在绝对真空吗 - ?
镡钧弹性: 真空有两个概念.一般意义上的真空就是没有物质存在.从这个意义上说,宇宙中不存在绝对的真空.即使是在星系与星系之间的空间,物质密度也有大约2-5个原子/m3,而且这些原子还处于不断的电离成离子(或质子和电子对)又重新组合成...
安宁市18419823330: 地球大气层以外的空间都是真空吗? - ?
镡钧弹性: 是的
安宁市18419823330: 大气层外面是不是真空的??
镡钧弹性: 关键要看你说的范围多大,真空的定义是要讲范围的.宇宙中有微粒尘埃什么的,对于整个宇宙空间不是真空,但其中的有些部分是真空的
安宁市18419823330: 宇宙是否是真空的?那么暗物质如何解释? - ?
镡钧弹性:[答案] 真空的定义是:低于一个标准大气压的气体状态,它指的是一种空气压力环境,所以在一些质量大的星球上如果存在压力比较高的气压就不算是真空.准确的说,宇宙中,在星球外的空间都是真空环境.
安宁市18419823330: 宇宙是不是真空呢? - ?
镡钧弹性: 宇宙空间并不是绝对的真空,绝对真空是指空间之内没有任何物质的,在宇宙空间当中每立方厘米就有几个原子的,而在地球上人为制造的真空包含原子很多,严格意义上来说宇宙中大部分空间是接近绝对真空的. 每立方厘米几个原子在地球上...
安宁市18419823330: 宇宙是真空的吗? - ?
镡钧弹性: 看你如何定义真空. 如果把没有物质定义为真空,那么宇宙基本上是真空.在除了各个天体之外的宇宙 但如果把后来发现的暗物质算进去,宇宙的物质密度要比上面的数字大得多,但具体是多少,因为我们对宇宙暗物质的本质了解得的还不够,也还不很清楚. 在用量子力学把真空量子化后,量子真空的概念出现了.量子真空理论认为,真空一点也不空.其中充满了能量.其能量密度甚至比原子核的能量密度还要高.但这也只是理论.
安宁市18419823330: 关于一些原子的问题1.原子核外有很大的空间,这其中除了电子,里面还有什么?是真空吗?2.电子绕着原子核作高速运动,电子会相撞吗?如果不会相撞这... - ?
镡钧弹性:[答案] 1、到目前为止,原子核外除了电子,还没有发现其它东西.至于是不是绝对真空,不好说.但至少可以说,不可能有原子、分子之内存在. 2、电子绕核高速运动不可能相撞.这是因为,电子都是遵守交通规则的模范,任何时候都不会撞红灯.核外电子运...