太阳系及银河系是如何形成的

作者&投稿:左园 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
银河系和太阳系的形成顺序?~

太阳系是原始太阳爆炸形成的
太阳系是怎样形成的,这是天文学的基础理论之一,这一基础理论搞不清楚,其他的很多天文学理论就搞不清楚。可到目前为止,太阳系是怎样形成的科学家们也没搞清楚。
地球膨裂说认为,太阳系是原始太阳爆炸形成的。46亿年前,太阳因内部的核聚变而发生爆炸,飞出许多熔融的火球,这些熔融的火球冷却后形成了行星、月亮、小行星、卫星和慧星,地球就是其中之一。一些大的火球在冷却的过程中,由于受到表面张力的作用,形成了球形。一些小的火球来不及收缩成球形,而冷却成了不规则的形状,形成了火星和木星间的小行星带、小行星。一些小一点的火球由于离大火球较近而被“俘获”,形成了大火球的卫星。一些离太阳较近的行星具有较重的物质;一些离太阳较远的行星,具有较轻的物质。这是因为离太阳较远的行星具有的液态氢等物质和太阳表面的熔融物质一样,并且较轻,而且处在太阳表面,因此它们在太阳爆炸时获得了较大的离心力,飞离太阳较远;距离太阳较近的行星具有的岩石、金属等物质和太阳表面下面的熔融物质一样,并且较重,而且处在太阳表面的下面,因此它们在太阳爆炸时获得了较小的离心力飞离太阳较近。
太阳系是原始太阳爆炸形成的证据:
1、质量守衡
经科学家们观测,太阳的质量是太阳系质量的99.87%,太阳系中行星的质量是太阳系的0.13% (1)。那么太阳的质量+太阳系中行星的质量=太阳系(原始太阳)的质量。也就是99.87%+0.13%=100%。这足已证明太阳系是原始太阳爆炸形成的。
2、角动量守衡
太阳角动量是太阳系的0.73% ,太阳系中行星的角动量是太阳系的99.27%
(2)。那么太阳的角动量+太阳系中行星的角动量=太阳系(原始太阳)的角动量。也就是0.73%+99.27%=100% 。这足已证明太阳系是原始太阳爆炸形成的。
3、能量守衡(转动能量守衡)
因为天文计算中不可能绝对准确,所以我们可以把天文学家们关于太阳、行星的质量,太阳、行星的角动量占太阳系的百分比看成是整数。也就是把太阳的质量看成是太阳系质量的99.%,太阳系中行星的质量看成是太阳系的1% 、太阳的角动量看成是太阳系的1%,太阳系中行星的角动量看成是太阳系的99% 。这也就是说太阳的质量和行星的质量之比为99/1,太阳的角动量和行星的角动量之比为1/99。这也就是说太阳的质量和行星的质量之比和太阳的角动量和行星的角动量之比互为倒数1/99=1/99。
我们设太阳的质量为m ,太阳系中行星的质量为m1 ,根据角动量公式mr2ω,设太阳的角动量为mr2ω ,太阳系中行星的角动量为m1r12ω1 。这样太阳的质量和行星的质量之比与太阳的角动量和行星的角动量之比互为倒数,也就是m1/ m= mr2ω/m1r12ω1 (1) 。
我们假设太阳系是原始太阳爆炸形成的。原始太阳爆炸形成太阳系之后,行星在太阳万有引力的拖拽下围绕太阳公转,太阳的转动能就会不断向行星转移,直至太阳的转动能等于行星的转动能为止。
根据实心球转动能公式E=2/5mr2ω2,我们设太阳的转动能为E=2/5mr2ω2 ,太阳系中行星的转动能为E1=2/5 m1r12ω12 。太阳的转动能等于行星的转动能,也就是2/5 mr2ω2 =2/5 m1r12ω12 , 也就是mr2ω2 = m1r12ω12 (2) 。
根据(2)式得出 mr2ω/m1r12ω1= ω1/ω (3)
根据(1)、(3)式得出 m1/ m =ω1/ω (4)
根据(1)、(4)式得出ω1/ω= mr2ω/m1r12ω1 (5)
根据(5)式得出mr2ω2 = m1r12ω12 (6)
根据(6)式得出我们假设的(2)式成立,太阳的转动能=太阳系中行星的转动能,太阳的转动能+太阳系中行星的转动能=原始太阳的转动能,转动能守衡。
4、行星的公转轨道是椭圆形。我们知道,椭圆形公转轨道是因为离心力大于向心力;圆形公转轨道是因为离心力等于向心力。以地球为例,地球在近日点自西向东公转时,离心力大于向心力,所以地球离太阳越来越远,到远日点时离心力等于向心力:地球在远日点自西向东公转时离心力小于向心力,所以地球离太阳越来越近,到近日点时离心力大于向心力。
地球的公转轨道为什么是椭圆形呢?地球膨裂说认为,因为地球是太阳发生爆炸飞离太阳的,所以离心力大于向心力。这就像人造卫星的初始地球轨道是椭圆形一样。因为人造卫星是从地球上发射出去的,人造卫星有一个飞离地球的离心力,而且离心力大于向心力,因此人造卫星的初始地球轨道是椭圆形。因为人造卫星是被月球“俘获”的,离心力等于向心力,所以人造卫星的初始月球轨道为是圆形
按照星云说的观点,太阳和行星是同源的,它们都是原始星云形成的,因此它们的公转轨道应该是圆形的。
5、八大行星的近日点都在太阳的同一侧。为什么八大行星的近日点都在太阳的同一侧呢?这是因为八大行星是在太阳近日点的一次爆炸时同时飞出的。这就像人造卫星的地球公转轨道近地点就是人造卫星的发射点一样。
按照星云说的观点,太阳和行星是同源的,不可能八大行星的近日点都在太阳的同一侧。
6、太阳系角动量分布异常
我们假设太阳系是原始太阳爆炸形成的,就应该太阳的转动能等于行星的转动能,也就是mr2ω2 = m1r12ω12 (2)。
根据(2)式得出mrω2 /m1r1ω12= r1/r (3)
根据(1)、(3)式得出 m1/ m = r1/r (4)
根据(1)、(4)式得出 r1/r = mrω2 /m1r1ω12 (5)
根据(5)式得出mr2ω2 = m1r12ω12 (6)
因为m1/ m =1/99,所以 mrω2 /m1r1ω12=1/99 。
也就是行星的角动量是太阳系角动量的99% 。
因此,太阳系角动量分布异常是原始太阳爆炸形成太阳系的证据。
如果太阳系是原始星云形成的,上述太阳系是原始太阳爆炸形成的6个证据就无法解释。
参考文献:
(1)、查百度:“太阳的质量是太阳系质量的99.87%,太阳系中行星的质量是太阳系的0.13%”。
(2)、查百度:“太阳角动量是太阳系的0.73% ,太阳系中行星的角动量是太阳系的99.27%”。
作者:赖柏林

为了更好地将“天体爆发(坍缩)定律”讲清楚,我们就以银河系为例,在破解银河系形成之谜的过程中,由浅入深、一步一步地作以介绍。 众所周知,我们所赖以生存的地球只是太阳系中的一颗行星,而太阳仅是银河系中一颗极不起眼的普通恒星。据大致的统计,银河系中的恒星数量多达4000亿颗,而且很多恒星的质量都比太阳大几十倍、几百倍甚至上千倍。 我们在《破解太阳系形成之谜》一书中破解了太阳系形成之谜后,读者们自然会把探秘的眼界放远,也就必然会着眼于银河系。 据说,伽利略是用自制的望远镜观测银河的第一人,他发现“银河”是由无数颗明亮的恒星组成的。而在他之前,人们用肉眼看银河,因为它隐隐约约地以环带形式完整地绕天空延伸,仿佛是一条白带“漂流”在太空中,所以人们称它为银河。 20世纪之前,人们一直猜测太阳系位于银河系的中心,这一错误认识,直到20世纪30年代才由特朗普勒经过仔细研究后指了出来。经过光学天文工作者的辛勤工作,初步探知了银河系的大体结构,测知银河系的中心在人马座方向。直至20世纪50年代,科学家们才确认并描绘出太阳在银河系中的大体位置。 自17世纪以来,当人们的视线逐步扩大到银河系之外时,可以说所见之景象简直快把人吓呆了!一望无际的银河系只不过是宇宙大海中的一树叶。在此之前,德国的哲学家康德、瑞典学者斯维登堡和英国仪器制造家兼数学家赖特等人,都曾猜想过,一些云雾状天体应是像银河一样由恒星构成的“宇宙岛”。第一个通过观测证实宇宙岛假说的是英国天文学家赫歇耳,他通过观测,肯定了康德等人的见解。 但是,围绕着宇宙岛是否存在的问题,在天文学界一直争论到20世纪20年代。美国的天文学家哈勃用照相方法在仙女座大星云中找到了不少“造父变星”,测出了它们的光变周期和视星等,定出了仙女座大星云的距离,证明它是处在银河系之外。自此以后,争论逐渐平息,那些认为银河系是宇宙中惟一庞大天体的科学家在事实面前也转变了态度,河外星系的新认识深入人心。 早在1914年,美国天文学家斯里弗就曾发现,在他所观测的15个星系中,有13个在以每秒数百公里的速度离开我们。 1929年,哈勃在研究24个星系的光谱时,发现所有的星系都存在红移现象。如果红移现象用多普勒效应来解释,它就表明所有的星系都在相互退行,也就表明宇宙在膨胀。 1930年,英国天文学家爱丁顿随即提出了膨胀宇宙的假说;1948年,美国物理学家伽莫夫把宇宙膨胀论和基本粒子的运动综合起来,提出了大爆炸宇宙学。直到今天,大爆炸宇宙学在天文学领域仍占有举足轻重的地位,是为大多数天文学家所公认的宇宙模型。 从对星系的探索中可以看出,有关星系起源等研究课题仅是近一二百年才刚刚进入议事日程,算是刚刚起步。因为过去由于条件所限,用肉眼或较落后的望远镜观察太空,必然会受到极大的限制。随着科学技术的进步,观测手段越来越先进,这才逐渐地扩大了人们的视野,从太阳系扩展到银河系,从银河系扩展到河外星系,现在可通过哈勃望远镜观测到距离我们达130亿光年的天体。 但是时至今日,有关银河系是如何形成的问题仍然在困扰着人们。按说,积累对星系起源和演化的知识,为探索星系起源和演化的奥秘铺垫成功的道路,就必须仰仗科学的观测方法,去观测那些遥远的星系,利用时间工具在那些遥远星系的身上找到银河系过去的身影。尽管许多天文学家在这一重要领域里撒下了无数的汗水,取得了一定的进展,但其结果不如人意。也许是因为距离太遥远使观测数值误差增大?也许是我们所使用的观测方法及计算工具本身就存在着一定的误差?总之,探测工作存在着一些目前无法逾越的障碍。正因为此,寄希望于用观测的手段一目了然地将星系起源之谜看个一清二楚,就目前而言甚或是近一段时期内,达到这一目的恐怕难上加难。 是不是说银河系形成之谜就无法破解了?这不见得。现有的一切观测数据及映入眼帘的太空景象,虽然无法像“看图识字”那样可以简单地达到认知的目的,但其总体轮廓和它们之间内在的联系已基本显现。只要我们的想象力符合科学逻辑,思维的方向能够找到正确的途径,完善地建立起贴近现实的宇宙演化模型,就有可能通过理论研究完成历史使命。当然,研究星系起源和演化问题的历史非常短,迄今为止还没有一个令大多数天文学家满意的较为成熟的理论。不过我们可以这样说:到时候了!破解银河系形成之谜,离这一天的到来已经不远了。 在过去,关于星系是如何形成的机制理论有许多种,其中比较有代表性的是金斯的引力不稳定学说、魏扎克的宇宙湍流学说和阿巴楚勉的超密学说。这三种学说都用各自的理论解释了一些星系形成的过程,但都存在着明显的若干不能自圆其说的地方。在本书中,我们创建了“天体爆发定律”,用这一理论,不但破解了银河系形成之谜,而且将星系团形成之谜、超星系团形成之谜和宇宙形成之谜,在使用相同定律的前提下也能得以破解,使各个谜解的环节之间紧密地衔接在一起,形成了一个天体“历史”演化的链条,体现出一种自圆其说的连贯性。我相信,阅读本书就如同阅读“宇宙历史”,很多谜团会由之化解。 河外星系是银河系的缩影;银河系是所有星系的样板。我们对宇宙的探索和研究工作就是从银河系着手的。欲知详情,您就耐心地往后面看

大爆炸模型认为,最初的宇宙是超高温、高密度的“一点。”大约180亿年前,这“一点”突然爆炸了,仅用10-36秒,伴随着真空相转移的过冷却现象,“一点”了瞬间几十个数量级的膨胀,成为一厘米规模的宇宙。其后宇宙继续膨胀,温度从几十亿摄氏度开始下降,大约在5500万摄氏度时,由降温过程的能量,生成中子、质子,它们又合成原子核,这些过程仅有3分钟。约30万年后当宇宙的温度下降到3000摄氏度时,自由电子被原子核捕捉形成原子。在随后的大约3000万年中那些原子继续向外膨胀。宇宙也继续冷却,到宇宙温度降至绝对零度之上167度时,原子开始化合形成稀薄气体。此后因密度波动、引力作用等开始向新的天体进化。再经过100多亿年,显示出多种多样的物质形态, 成了今天的宇宙。自从150亿年前的宇宙大爆炸之后,星体和各星系一直各自向外飞散。理论上讲,相互维系的重力应该减慢这个膨胀的速度,但是事实并非如此,实际上膨胀还在加速进行。美国普林斯顿大学的斯坦哈特说,宇宙无始、无终,一次次宇宙大爆炸将会永不止息,不断发生。

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上一讲我们介绍了宇宙是怎样通过大爆炸以后来诞生的,上一次我们只讲了宇宙从大爆炸,然后呢,仅仅的持续了多长时间呢?仅仅持续了三分多钟,也就说我们的宇宙基本框架就形成了。下面我们看,三分钟以后宇宙怎样演化,怎样一步一步的演化到我们现在的星球,现在的宇宙状态。那么我就要问一个最简单的问题,也是最通俗的来问,是先有的鸡还是先有的蛋?我要回答什么问题呢?我要回答的是星系是怎样形成的这个问题。

的的确确现在有两种理论,那么哪两种理论呢?我们来看一下,这个图就是一个典型的宇宙从一开始大爆炸以后,逐步演化的一个示意图。那么一开始呢,那一点就是大爆炸,大爆炸以后呢,宇宙不断的膨胀,同时温度也在不断地降低。那么中间的那一部分,就是我们现在看到的宇宙的背景辐射,或者叫做微波背景辐射,那么再往外边看到,宇宙在一点一点降低以后,物质慢慢就温度就越来越降低,越降低以后呢,物质的分子结构就越来越大。换句话说呢,这个物质就开始大家往一块靠,就开始形成一些小的团块,这些团块在再慢慢聚合,一步一步地就形成后边大家看到的,这个星系。也就说由一点一点聚合,就聚合成星系了。

如果按照这个顺序的话,不管怎么说,后边这一段是由小的团块一点一点形成大的团块,那就相当于我们说的先有的蛋后有的鸡,就变大了。但是还有一种可能,突然之间就先形成一些大的团块,然后一点一点大的团块再把它分裂,那就是说的先有的鸡后有的蛋。那么从什么时间开始形成星系呢?就是这个宇宙的温度我们说最初非常非常高,有一千亿度,如果说再往回追溯的话呢,甚至比一千亿度还要大。那么在这么高的温度下,我们说它不可能形成物质团块。那么温度降低到四千度的时候,这个时候这些物质的温度就凉下来了,冷下来了。然后呢,大家有可能坐在一起来谈了,就可以靠拢了,所以到了四千度的时候,宇宙中就开始形成物质团块,换句话说,引力就开始起作用,这就是我们星系开始形成的时间,这个时间呢,大约是在宇宙爆炸之后的十亿年,宇宙从爆炸以后,到了十亿年,就开始形成物质团块了。就按照这个图,叫做top-down,就先形成非常大的团块,宇宙一冷下来以后,突然之间这冷下来之后,大家就是非常的高兴,非常的欢呼,原来都在激发状态,谁也不得安宁,突然一冷下来以后所有物质成团了,只有成团了才能沉淀下来,先成团了一个很大很大的团块,多大呢,就像一个大饼一样,这个大饼成了以后,再慢慢慢慢分裂,就形成了下边的一个一个的星系。这是一种可能,这就是说,先有的什么?先有的鸡后有的蛋,先形成大的团块,然后再形成现在的星系。

还有一种可能,叫bottom-up,就是先形成小的一些物质,就是团块。然后这些小的物质一点一点来凝聚,最后凝聚成什么?一个一个的星系,总之不管是由大块变成小块的,还由小块的变成大块的,总之要形成什么?形成我们现在的星系,也就是说,宇宙大爆炸之后,大约十亿年,就开始出现形成了星系。

这个图是一个模拟图,就模拟一下这个星系是怎么形成的,现在就是做一个它的模拟过程。你看这些个团块在相互之间互相吸引,并合在一起,最后呢,形成了几个星系,好,就形成这个星系,那么我们这个动画呢,最初看到几个团块是由哈勃空间望远镜拍摄下来了,我们然后模拟,那些团块根据我们这个模拟过程最后就形成这个星系。

那么现在宇宙中有多少星系呢?数也数不清,我们再看几个,那么这就是真实拍下来的宇宙空间的一部分。你会看到什么,弥漫着很多的物质,这些个物质呢就在不断地形成新的星球,不断地形成新的星球,那么宇宙中和我们银河系一样的星系多不多,太多了,就宇宙中有很多很多和我们银河系一样的类似的星系,你要说我们银河系漂亮不漂亮,跟这个星系比的话,可能还没有这个星系漂亮,这个星系叫做漩涡星系,中间有一个核,是非常漂亮的,所以这个星系在那儿不停的旋转,这就是一个和我们银河系类似的一个河外信息。我们再看一个,这也是一个星系,这个星系呢不那么旋转,我们把它叫做椭圆星系。它是一个椭圆形的,但是这个星系个非常大,这个椭圆星系往往比漩涡星系个头还要大。那么椭圆星系在宇宙中也非常多,我们再看一个,你看这个星系有什么特点呢?一边有旋转,另外它中间那个核不是一个圆的,有点像一个棒槌一样,所以我们管这个星系叫做棒旋星系。

这是另外一个星系,这个星系还有一个小兄弟。你看星系左边它还带着一个小的星系跟它连在一起,好像是一个大星系牵着一个小弟弟,两个星系连在一起,样子非常好看。就像一个大的手臂一样,把那个小的星系牵在一起,这也是一个巨大的椭圆星系,这个就比星系的规模要大的多。你看上边那些个点,每一个点就是一个星系,星系和星系组合在一起,是什么呢?叫做星系团,就是星系和星系也可以组合在一起,成为一个更大的家庭,我们叫做星系团。这个就是一个星系团,这个星系团是目前离我们银河系最近的一个星系团,叫做仙女座星系团,离我们最近。

我们说了半天,我们银河系是不是一个星系,当然我们银河系是一个星系,有人就问了,那你告诉我银河系星系是什么样子的。这非常困难,因为我们在这个星系里边,是无法看到我们星系全部的面目,我们只能看一部分,看看太阳这边的是什么状态,再看看太阳那边是什么状态,然后我们大体上就把我们的银河系描绘出来了。那么描绘的结果,有一个星系和我们的银河系应该是非常相像的,就是这个星系,这个星系叫做仙女座大星云,这个大星云也是离我们最近的星云之一,这个星云不但是我们的姊妹星云,而且这个星云在历史上立了很大的功劳。

我在上一讲提到了,哈勃证明了我们的银河系之外还有银河系,和我们银河系一样的,怎么证明的呢?就是通过这个星系来证明的,具体说它在这个星系里边找到了单个的星,不但找到了这个星,而且通过这个星测出了仙女座大星云的距离,发现这个仙女座大星云,绝对不会是处在我们银河系里边,那么在哈勃之前大家有一种看法,这个就是我们银河系里边的一些星云,所以当初把它叫混了,我们管它叫仙女座大星云。而这个仙女座就不然了,它是我们银河系一样的一个星系。首先有星系,然后星系里边再诞生了各种的恒星,那么恒星周围再有星星的家族。那这样的话,我们这个宇宙就慢慢诞生了,包括人类也就通过宇宙的演化,各种的高等生命,也就诞生了。

我们谈到这个地方以后大家会想到,你谈了这么多,谈到了现在了,你能不能谈谈未来,我们的宇宙将来怎么办?所以问题就变成我们的宇宙会终结吗?虽然我们说宇宙的终结离我们是非常非常遥远的事情,但是你不得不考虑。特别是作为科学家来讲,作为天文学家来讲一定要回答这个问题,我们的宇宙会不会有终结?我们再回过来看一下宇宙的演化,你看宇宙从最初一点,一步一步往下演化。我刚才说了,那么到了图的右边你就看到,通过星云以后,最后形成了很多星系,星系里边有恒星,那么恒星周围可能有行星,有可能诞生高等生命。那么宇宙还要往下膨胀,这个宇宙会不会无休止的膨胀下去呢?这是摆在天文学家面前一个非常严肃的问题,你必须回答,不然的话,你这个天文学研究可以说研究得不够彻底,对宇宙的了解还非常有限。天文学家正在努力去回答这个问题,那么通过反复地研究,我们发现我们的宇宙的走向大概是这个样子:我们先说一下这个图,这个图的横坐标就是时间,这个纵坐标就是宇宙的大小,那么靠近坐标轴的这个地方的绿线就是我们目前的状态,就是我们目前宇宙的位置。我们宇宙有三种可能,第一种可能就是最上边那个红线,这个可能就是我们的宇宙一直膨胀下去,一直膨胀下去,而且膨胀的速度是越来越快,往外膨胀,这是的宇宙一种可能。那么中间呢,第二种可能宇宙也是在膨胀,但是它膨胀的速度比较慢一点,比较平坦,也在膨胀,也会是不断地膨胀下去。那么第三种状态,就是最下边那条蓝线,它说呀我们目前的宇宙的确是在膨胀,但是我们宇宙膨胀以后呢,还会收缩,就是说从最初出发以后,膨胀一段时间以后,经过若干若干年以后,还会要收缩回来。

这个理论告诉我们,宇宙有这么三种可能性,天文学家就回答了,哪一种是正确的?怎么来回答呢?那么现在要回答这个问题,从理论上讲很简单,从实测上来讲很困难,为什么说从理论上很简单呢?这个宇宙究竟是继续膨胀下去,或者是膨胀的速度很快,或者是膨胀的速度很慢,还是膨胀膨胀以后就收缩回来,主要取决于我们宇宙中的平均物质密度,也就是说我们宇宙中到底有多少物质。如果我们宇宙中平均的物质密度比较高,那么它的引力的作用就会越来越大,那就有可能膨胀一段以后呢,就收缩回来。那么宇宙中如果物质密度比较低,没法拉住,咱们宇宙就一直膨胀下去,就是这样,从理论上讲就这么简单,但是还有一个问题需要天文学家注意,就是宇宙中的暗物质。大家知道我们国家著名的物理学家李政道教授在他的演讲就提到,他说21世纪物理学的一个重要的任务之一就是研究宇宙中的暗物质。

因此这些暗物质非常重要,那么事情是不是到此为止呢?没有。事情到此还没有截止,怎么没有截止呢?最后我们观测发现还有更严重的矛盾,就是把宇宙中的这些暗物质加进来,我们算出来宇宙的年龄也不对,还不正确,还必须有其他的物质,才能造成我们目前的宇宙的状态,年龄才能符合。那还有什么物质?一种是看得见的,一种是看不见的,那么看不见的总之它还在那儿存在。我们现在不但看不见,而且现在我们认为还没有存在的物质就是真的不存在,这个问题就很严重了。有没有呢?现在的回答说可能有,而且有的可能性是越来越大。这个物质说来很有意思,这最早是谁提出来的呢?最早是爱因斯坦提出来的,爱因斯坦在他的广义相对论方程里边随便加了一下,再加上一项我这个方程才能平衡,加的是个什么东西呢?爱因斯坦也说不清,大家就在他加的那一项里边在那儿做游戏。做了半天,爱因斯坦表示很歉意,说我这个宇宙中加的这一项,宇宙常数加错了,他说我这一生中犯的一个最大的错误,就是在我的方程里边加了个宇宙常数。可是没想到我们爱因斯坦过世半个世纪了,我们现在没办法了,又把他这个救命的稻草又拿来了。应该加进去,说爱因斯坦老先生没错,还是应该加进去,不但应该加进去而且十分重要,有可能在真空里边就有物质,真空里面可以取出物质来,那你们想一想如果天文学家把这个事情真正证实了,那我们这个物质的来源呢,那就比过去想象的要丰富的多。我们的真空里边就可以取出物质来,而且这个物质的含量甚至比我们看到的物质的含量还要多,还要丰富,那可真是取之不尽,用之不竭。你就随便取吧,探囊取物,想取多少就取多少。当然这个问题还是比较复杂,需要天文学家包括物理学家共同来解决,天文学家从观测上找到他存在的证据。所以说,李政道教授预言的这个是非常正确的,宇宙中21世纪物理学的一个重要的课题,可能就是研究宇宙中的暗物质。

那么如果说真的宇宙中有足够的暗物质,物质非常多,那就会出现什么状态呢?就像这个图上所描述的,就是最下边的一个状态。什么状态呢?我们的宇宙目前是在膨胀,膨胀膨胀以后怎么样,就慢慢就收缩了,就又收缩到一点。

那么现在天文学家有一个很重要的任务之一,就是不断地来研究宇宙中总的质量究竟有多少,大家知道我们放了空间望远镜,还放宇宙飞船,不仅观测它的光学波段,还观测它的X射线波段,还不够,还观测它的γ射线波段。所有这些目的之一,就想真正了解一下我们宇宙中究竟有多少物质,最重要的是回答我们的宇宙究竟要到那里去,什么时间终结,会不会终结,会不会收缩到一起再重新开始。

我讲了这些以后我不用问你们,你们自然有很多问题。这个实在是太玄妙了,不可思议,肯定有很多不可思议的问题。比方说这个宇宙到底有多大呀?你说了半天,这个宇宙有没有边呀,宇宙是大爆炸,大爆炸开始是怎么回事?大爆炸之前是个什么东西呀?大爆炸的空间有多大呀?那么大爆炸的时候,这么大一个宇宙装在那么一个小的空间里边装得下吗?诸如此类的问题太多了,我先回答一个问题。什么问题呢?我们的宇宙有没有边,这个宇宙到底有多大,那么天文学家会告诉你,这个宇宙是无限大的,你走不到尽头,走多远都走不到。你就不相信,我到任何一个地方去,我从这个地方到另外一个地方去,那么走的时间长一点我总能走到,最远是绕着地球转一圈。我也可以转过去,怎么走不到头呢?我先给大家最简单的演示一下,你看这是一张纸,我把这个纸稍微弯一下,弯成这么一个环。大家知道这个环,你看这个面上如果有一个小蚂蚁在这个面上走,你会发现它怎么样?它走得到头走不到?走不到。它转着圈就回来了。你说这个面有几个面?你仔细看一下,这只有一个面。这就说明什么呢?这我就告诉你一件事情,只要我这个空间把它弯曲了,你就会出现这个现象,就不会再走到头了。就这么简单的事情,你放上一个蚂蚁它在上面走,永远也走不到头。所以说空间只要一弯曲你就走不到头了。这就是我刚才弯的曲面的一个卡通片,你看这个蚂蚁在这个面上走来走去,它会怎么感觉,它认为能不能走到尽头?永远走不到尽头,这个宇宙永远走不到尽头。

那么回过来说为什么永远走不到尽头?就因为在我们目前这个宇宙中,我们量宇宙的距离是通过什么来量呢?是通过光线,根据广义相对论这个光线在宇宙中是弯曲的,而这个弯曲已经被实验证实了。就说通过日全食的观测已经证明了光线的确是弯曲的,因此我们看这个宇宙是永远看不到尽头,所以我们的宇宙是无限的。

另外一点我们要说,你总是想找谁是宇宙的中心?谁是宇宙的边缘?这个不存在。我们说在这个宇宙中根据这个理论,我们宇宙中的任何一点都是平权的。我们说哥白尼把地球为中心搬到太阳为中心,我们就引用他这个名字,把这个原理叫做哥白尼原理。哥白尼原理用在宇宙上怎么说?就在宇宙中各点都是平权的,都是一样的。我们宇宙的话,你站在任何一点来观测宇宙,得到的效果都是一样的,大家都是平权的。这就是说我们的宇宙是一个不会有一个边界宇宙,不会有一个特殊的位置。

那么还要回答一个问题,你说宇宙从大爆炸起始的,那么大爆炸之前是什么?我刚才图里演示了,但是一种可能大爆炸之前也是一个宇宙,它收缩了以后开始大爆炸。那么也可能是有其他的可能性,这个可能性我们目前实事求是的说不是太了解。而且宇宙最初这个物理状态这么极端,我们研究透了没研究透,也实事求是的说也没有研究透,这个状态还是非常特殊。但是不管怎么说,这个大爆炸理论到目前为止无论从理论上还是从观测上已经被大部分人都接受了。所以有种说法,我们管目前的大爆炸理论叫做标准的宇宙。由于这个大爆炸它是一个热的大爆炸,而不是一个冷的,所以我们管这个模型叫做热大爆炸宇宙模型。这个热大爆炸宇宙模型,目前呢,已经被广泛地接受了。

虽然是说广泛地接受了,但是毕竟有好多不尽如人意的地方,想想起来非常困难。特别是我在介绍宇宙最初三分钟的时候你们都很难想像,说是0.01秒我们整个宇宙都装进去,你会想到不要说整个宇宙把地球装进去都很困难。所以不见得令人那么满意,那么就问了?有没有更理想、更令人满意的学说呢?这个回答应该说是有。尽管有的学说还没有被完全的普遍的接受,但是也不无道理。这样的学说很多,我来介绍其中的一个就是霍伊尔的学说。霍伊尔是英国的一位天文学家,他前年去世的,这个人的在天文学上面有很多重要的贡献。那么其中他就创立了一个学说,叫什么学说呢?叫稳恒态学说。他说我简直就不可思议,你这个宇宙起始的时候就那么一个大爆炸,这个不可思议是两方面:一方面你这个物理状态就不可思议。你说是夸克汤,哪来这么多夸克汤?谁来煮这个夸克汤能煮出这么一锅来?所以这个物理状态不可思议。另外一个他说你这个物理规律也不可思议,在那样极端的条件下,目前我们理解的物理规律在那个地方大概早就破坏了。所以他说你那个学说不对,我现在建立另外一个学说,叫什么学说呢?叫稳恒态学说。

它有两层含义,我们以前介绍的时候,往往讲的不是很清楚。哪两层含义呢?就说我们这个物质,目前宇宙的物理状态是比较稳定的,不会有大的起伏,不会有破坏性的,是一个稳恒的状态。第二层含义,这个宇宙不管怎么演化,从最初到现在到将来,它的物理规律都是一致的,就是说宇宙的最初演化到现在,这个物理规律应该是保持不变的。他说我们现在的宇宙模型不错,是在膨胀的,原来的宇宙呢?也是这个样子,只不过比现在小了一点。那么小了一点的话,里边的物质怎么样呢?他就说也少了一点,那过去那个物理状态怎么样?就比现在的密集,所以过去要小的话,里边的物质也少,现在比较大了,物质就增加了。如果我这个宇宙在膨胀,那物质就增加。人家就问了你这个物质怎么来的?他说很简单,怎么个简单法呢?这个宇宙一边膨胀,物质就一边产生,随着宇宙的膨胀,我这物质就不断地在那儿产生。这个理论过去说起来呀,那是大逆不道,我们说我们有种看法认为物质是不生不灭等等,那你物质无中生有,那不是大逆不道是什么?现在看来也不无道理,既然真空中都可以产生物质,那就一边膨胀,就一边有物质产生。这就是霍伊尔的宇宙观的基本思想。那么他这个理论曾经遭到过一些非议,但是,支持的人也大有人在。有很多观测想支持他这个理论,他本人也很聪明,想了很多办法去解释。

我讲了这么多,现在我讲讲我们中国古代的天文观念。我们中国人很聪明,不光在现在,古代我们就想了很多模型。我们来看一下,这个图片就告诉我们,我们中国人古代想出的宇宙,那么这个你看这个模型很简单,但是我要告诉你,这是周朝时候就想出来的,你就觉得不简单了。它像一个锅盖一样,叫做什么学说?盖天说,像一个锅盖盖在那个地方,天上有好多星星,而且在这个基础上编了很多故事。我们这个锅盖可能有好多柱子在那儿支着,有八个柱子,一开始说有四个柱子,后来说四个柱子支的锅盖支不住,八个柱子还支不住,所以那个女娲氏,她怎么办?去补天,她补一补。所以我们想像力很丰富,这是我们的什么说?盖天说。后来发现盖天说有不足之处,到了春秋战国的时候我们又想了一个,叫什么说?不光有一个锅盖盖在上面,下边还有,叫做什么说?混天说,就是我们整个宇宙就混混沌沌这么一个大圆球,我们地球像蛋黄一样,在这个宇宙中间,就叫混天说。所以我们想像力很丰富,根据混天说就造了混仪,这就是通过混天说的观点造的混仪,我们古代这位天文学家叫做张衡。说到这个地方,我就想到这么一个事情,就是天文学有没有用?有多大的用处?

我讲了半天,似乎大家感觉呢,非常的深奥,有没有现实意义呢?我可以回答你这个天文学虽然是非常深奥,但是天文学正是我们人类接触自然科学里边的第一门学科。我说人类接触自然的第一门科学就是天文学,为什么那么说呢?古代人要耕作,耕作的话你要知道春夏秋冬,他怎么知道春夏秋冬?通过什么来知道?就是通过看天上的星象,那么日月我们看一般的每日每月,这个季节呢?它就通过看天上的星象,什么星星出来了,到了什么什么季节了,也就是季节的划分等等都是靠着天文学。所以从最早的话,人类依靠的自然科学就是天文学,所以说这个天还是非常美丽的。研究宇宙呢!还是很有意义的。你看这个小姑娘,在目视着天空,在想宇宙的各种可能的模型以及我们宇宙的发展未来。谢谢大家!
http://www.cctv.com/lm/131/61/85891.html


在银河系太阳系处于什么位置,银河系又处于宇宙什么位置?
银河系是一个棒旋星系,它拥有着四条主旋臂,由里到外依次是英仙座旋臂、猎户座旋臂、人马座旋臂以及三千秒差距臂。太阳系就处于猎户座旋臂的边缘位置,如下图所示。看到这里可能有人会问了,我们就在银河系之中,又无法飞出银河系来进行观测,那么科学家是如何知道太阳系在银河系中处于什么位置的呢...

银河系与太阳系有什么关系呢?
太阳系是银河系的一份子,而且是很渺小的的一个。太阳系大家族就是在这个星系之中。晚上我们看到的天河,就是它的最密集部分。在银河系里有着上千亿颗各种星星,其中包括太阳及其家属在内,其次是星际星体和尘埃、星云、星团等。如果我们站在银河系外来观看的话,整个银河系就像包在“棉絮团”中合在一...

银河系与太阳系的关系
银河系就是太阳系所在的星系。我们太阳系大家族就是在这个星系之中。晚上我们看到的天河,就是它的最密集部分。在银河系里有着上千亿颗各种星星,其中包括太阳及其家属在内,其次是星际星体和尘埃、星云、星团等。如果我们站在银河系外来观看的话,整个银河系就像包在“棉絮团”中合在一起的两片“铜钹”。它的四周比...

宇宙太阳系银河系地球怎样按一定的顺序排列?
太阳以220千米\/秒的速度绕银心运动,大约2.5亿年绕行一周,地球气候及整体自然界也因此发生2.5亿年的周期性变化。太阳运行的方向基本上是朝向织女座,靠近武仙座的方向。太阳:太阳位于太阳系的中心,是离地球最近的恒星。它处于银河系距银心约10千秒差距的猎户臂上。它是一个炽热的发光气体球,其...

太阳系在银河系中运动,那银河系在宇宙中是如何运动的?
简单地说,我们可以把太阳想象成每2.25亿到2.5亿年围绕银河系中心运行一次。这个周期被称为宇宙年或银河年。然而,现实更为复杂。即使太阳系内部只有少数几颗大行星,它们的引力也会相互干扰,导致轨道漂移,更不用说像银河系这样的恒星海洋了。当太阳穿过银河系时,它会受到附近恒星的干扰,尤其是恒星...

太阳系和银河系哪个大?
直径介于100,000光年至180,000光年。估计拥有1,000亿至4,000亿颗恒星,并可能有1,000亿颗行星。太阳系距离银河中心约26,000光年,在有着浓密气体和尘埃,被称为猎户臂的螺旋臂的内侧边缘。在太阳的位置,公转周期大约是2亿4,000万年。从地球看,因为是从盘状结构的内部向外观看,因此银河系呈现在...

银河系和太阳系的关系
包含和被包含的关系。根据查询匠子生活显示,银河系和太阳系的关系,说的简单一些,银河系和太阳系就是包含和被包含的关系,银河系是太阳系所在的恒星系统,其中包括了一千二百亿颗恒星和大量的星团、星云,还有各种类型的星际气体和星际尘埃。银河系(英文:MilkyWayGalaxy),是太阳系所在的棒旋星系(...

地球,太阳系,银河系,河外星系,宇宙之间是怎样的关系
1. 宇宙浩瀚无垠,包含了无数的河外星系。2. 河外星系中,我们的银河系只是其中之一。3. 银河系中,太阳系作为一个小小的星系,占据着一席之地。4. 太阳系由恒星太阳和围绕它运行的行星组成,地球是其中的一颗行星。5. 地球,这个太阳系中的蓝色星球,孕育着生命,是我们人类的家园。

是银河系大还是太阳系大?
银河系大。银河系是地球和太阳所属的星系,银河系是太阳系所在的恒星系统,包括一千二百亿颗恒星和大量的星团、星云,还有各种类型的星际气体和星际尘埃。太阳系是银河系的一个星系,银河系是棒旋星系,具有巨大的盘面结构,由明亮密集的核球、两条主要的旋臂和两条未形成的旋臂组成,旋管相距4500光年。

行星地球银河系太阳系宇宙的大小怎么排,按从小到大的顺序排
(1)太阳系、地球、宇宙、河系按从小到大的顺序排列为地球、太阳系、银河系、宇宙。(2)原子核由质子和中子构成;原子核带正电,周围带负电的电子绕原子核高速旋转。故答案为:地球、太阳系、银河系、宇宙;质子;电子。

罗城仫佬族自治县15368935380: 银河系是怎样形成的? -
宏叶益中: 按照目前最流行的也是获得最多的天文观测事实支持的大爆炸宇宙学说,星系(银河系当然属于星系的范畴,所以,银河系的形成过程与其他星系的形成过程是大致相同的)是从大爆炸后10的16次方秒(约31亿年)后开始形成的. 至于星系是...

罗城仫佬族自治县15368935380: 太阳系是怎样形成的? -
宏叶益中: 太阳系的形成,是在宇宙大爆炸后产生的尘埃经过漫长岁月的积聚塑形最终形成各种星体,这些星体会根据相互引力的作用分别聚合在一起形成一个“单元”,并相互运动.太阳系就是如此.

罗城仫佬族自治县15368935380: 太阳系是怎样形成的? -
宏叶益中:[答案] 太阳系(solar system)在宇宙中的位置太阳系位于银河系边缘,银河系第三旋臂——猎户旋臂上.太阳系是由太阳以及在其引力作用下围绕它运转的天体构成的天体系统.它包括太阳、八大行星及其卫星、小行星、彗星、流星体...

罗城仫佬族自治县15368935380: 银河是怎样形成的? -
宏叶益中: 晴朗无月的夜晚,在那深蓝色的天幕上,有一条白茫茫的带子,银光闪闪,横过天际.像一条高悬天空的大河,古人以为它是天上的一条河流,因此叫它“天河”或“银河”. 关于银河,古人给我们留下了很多有趣的传说,当时的人们是相信这...

罗城仫佬族自治县15368935380: 太阳系是怎么诞生的?一定要准确 -
宏叶益中:[答案] 太阳系的诞生 无论宇宙多么壮丽辽阔,深邃莫测,我们总不能永远沉湎于 它的宏伟之中.我们必须回到我们生活的星球小家族中来,回到 我们的太阳以及环绕着太阳的星球上来. 到了牛顿时代,人们已经能够把地球和太阳系的产生作为整 个宇宙产生...

罗城仫佬族自治县15368935380: 太阳系是怎么形成的? -
宏叶益中: 太阳系的形成过程 太阳系的形成和太阳自身演化密不可分,太阳的形成要经历三个时期五个过程,即星云时期、变星时期和主序星时期,五个过程是冷凝收缩过程、快引力收缩过程、慢引力收缩过程、耀变过程和氢燃烧过程,而行星的形成仅仅...

罗城仫佬族自治县15368935380: 银河系是怎么形成的? -
宏叶益中: 为了更好地将“天体爆发(坍缩)定律”讲清楚,我们就以银河系为例,在破解银河系形成之谜的过程中,由浅入深、一步一步地作以介绍. 众所周知,我们所赖以生存的地球只是太阳系中的一颗行星,而太阳仅是银河系中一颗极不起眼的普通...

罗城仫佬族自治县15368935380: 银河系zhong'de太阳系是如何形成的?
宏叶益中: 从前,大约150亿年前上下,沿着银河系的旋臂有一个由尘埃、气体、各种各样 的太空碎块组成的集合体.这个星体物质组成的卷须,是一些诸如超新星的大星 体爆炸的结...

罗城仫佬族自治县15368935380: 银河系是怎样形成的?
宏叶益中: 我们想象两巨大星云在发生碰撞之前,已经包含了相当数量的恒星群,银河系的形成至少是这样两巨大质量星云相互撞击的结果.银河系形成以后,由于星云中不同区域质量和能量分布不均匀,便逐步演化为各式恒星.太阳系也是这样形成的.太阳系的形成与宇宙中小恒星群或者孤立的恒星系形成有很大的区别.最重要的一点就是太阳系是在更大背景条件下形成的,星云碰撞在尺寸范围上更加巨大和持久一些,尽管演化都需要碰撞这种条件.

罗城仫佬族自治县15368935380: 地球、太阳系、银河系、宇宙、太空、外太空是怎样形成的呢? -
宏叶益中:[答案] 由于宇宙之初时空的不平坦,部分物质在引力作用下收缩形成天体系统以及天体

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