宇宙的起源是怎么样的?
在人类历史的大部分时期,创世的问题是留给神去解决的。对于宇宙的起源和人类从哪里来等问题,许多宗教都给出了一份自圆其说的答案。直到近几个世纪人类才开始撇开神,从科学的角度去思考世界的本源。
20世纪初叶,爱因斯坦的“相对论”横空出世。这个推翻传统时间和空间观念的理论,给空间、时间和引力都赋予了完整的新概念。按照爱因斯坦的想法,宇宙应该是静态的。
1929年,美国天文学家埃德温·鲍威尔·哈勃发现,距离越远的星系越以更快的速度远离我们而去。这个后来被称为“哈勃定律”的发现,阐明了宇宙在膨胀的事实。
1946年,美国的伽莫夫提出“大爆炸”理论。此后,“大爆炸”理论逐渐形成体系,成为人们普遍接受的观点。大爆炸理论认为,宇宙诞生之前,没有时间、空间,没有物质,也没有能量。大约100亿年前,在这片“四大皆空”的虚无中,一个体积无限小的点爆炸了,宇宙随之诞生。大爆炸炸开了空间,也创造了时间,星星、地球、空气、水和生命等就在这个不断膨胀的时空里逐渐形成。
此后,人们制造了以“哈勃”命名的太空望远镜,希望能够决定以“哈勃”命名的宇宙膨胀率——哈勃常数多年以来成为整个宇宙中最为重要的数字。它不仅牵涉到宇宙的过去,还将决定宇宙的未来。宇宙有一个开始,是否还会有一个结束?宇宙产生于“无”,是否还会最终回归到“无”?
围绕哈勃常数,一开始就展开了激烈的争论。按照哈勃本人测得的值推算,宇宙的年龄约为20亿岁,小于地球40亿岁的年纪,这显然不可能。显而易见,宇宙必须先于其他星球更早地诞生。因此,自20世纪70年代始,科学家们陆续用各种手段测出了不同的哈勃常数。然而根据这些值推算出的宇宙年龄,总是颇有偏差。
相对于围绕哈勃常数而展开的喋喋不休的争论而言,科学家们对某些确定星体年龄的测定却要确切得多。目前,天文学家们已经测知,银河系中一些最古老的星系的年龄约为160亿岁。这样,大爆炸只能发生在160亿年以前,但是,科学家们根据新近用哈勃望远镜观测的结果分析,推算出宇宙的年龄约为120亿岁左右。
这就意味着:宇宙的确比一些孕育其中的星系更年轻。
如果测算没有出现差错,解释只有一种——原先的假设出现了错误,宇宙可能并非从爆炸开始!
宇宙因为“年轻”而再度给自己的身世披上了神秘的色彩。
1999年9月,印度著名天文学家纳尔利卡尔等人提出一种新的宇宙起源理论,对大爆炸理论提出挑战。
在纳尔利卡尔和另外3名科学家共同提出的新概念中,他们把自己的研究成果定名为“亚稳状态宇宙论”。
他们相信,宇宙是由若干次小规模的爆炸而不是一次大爆炸形成的。新理论认为,宇宙在最初的时候是一个被称为“创物场”的巨大的能量库,而不是大爆炸理论所描述的没有时间、没有空间的起点。在这个能量场中,不断发生爆炸,逐渐形成了宇宙的雏形。此后,又接连不断地发生小规模的爆炸,导致局部空间的膨胀。而时快时慢的局部膨胀综合在一起便形成了整个宇宙范围的膨胀。
新理论如一块沉重的巨石,在人们平静的心海里激起狂澜。人们开始重新反思生命甚至赋予生命的茫茫宇宙。
早期人类看见浩瀚的天空,便说这是神的作为。但16世纪时期的天文学家开普勒却以三条自然定律来解释天体的活动,并启发牛顿发现了万有引力。科学的一大假说,便是宇宙乃是一个可预料而有秩序的系统,就如钟表结构一般,虽然有些现象比其他的复杂,难以理解,但其背后仍是有规律的。
然而,开普勒和牛顿在20世纪末期终于遇到对手。美国麻省理工学院两位科学家表示,整个太阳系根本是个无法预测的星系。宇宙变幻莫测这一说法的支持者也越来越多,他们相信,简单而严格的规律虽然会衍生出永恒及可预料的模式,但同样会导致混乱的复杂。
科学目前仍未能解释为什么宇宙会从混乱复杂中制造秩序,我们只能说:宇宙本身似乎是倾向创造规律模式的。
随便下的audio听听,一开始还以为是宗教传教类的福音,差点儿删了,不过越听越有趣,开头两章侧重用科学观点附和宗教教旨,听听还挺新颖的。后面开始言归正传,非常耐心的讲述了从哥白尼开始到霍金的几乎所有宇宙学说方面的重要理论的重要科学家的主要理论,不算深入但够全面,作为这一系统的科学史梳理来听还是不错的。下面是从别处抄来的大纲,一节基本是一章,供参考: 宇宙是如何起源的?空间和时间的本质是什么?这是从2000多年前的古代哲学家到现代天文学家一直都在苦苦思索的问题。经过了哥白尼、赫歇尔、哈勃的从太阳系、银河系、河外星系的探索宇宙三部曲,宇宙学已经不再是幽深玄奥的抽象哲学思辩,而是建立在天文观测和物理实验基础上的一门现代科学。 目前学术界影响较大的“大爆炸宇宙论”是1927年由比利时数学家勒梅特提出的,他认为最初宇宙的物质集中在一个超原子的“宇宙蛋”里,在一次无与伦比的大爆炸中分裂成无数碎片,形成了今天的宇宙。1948年,俄裔美籍物理学家伽莫夫等人,又详细勾画出宇宙由一个致密炽热的奇点于150亿年前一次大爆炸后,经一系列元素演化到最后形成星球、星系的整个膨胀演化过程的图像。但是该理论存在许多使人迷惑之处。 宏观宇宙是相对无限延伸的。“大爆炸宇宙论”关于宇宙当初仅仅是一个点,而它周围却是一片空白,即将人类至今还不能确定范围也无法计算质量的宇宙压缩在一个极小空间内的假设只是一种臆测。况且从能量与质量的正比关系考虑,一个小点无缘无故地突然爆炸成浩瀚宇宙的能量从何而来呢? 人类把地球绕太阳转一圈确定为衡量时间的标准——年。但宇宙中所有天体的运动速度都是不同的,在宇宙范围,时间没有衡量标准。譬如地球上东西南北的方向概念在宇宙范围就没有任何意义。既然年的概念对宇宙而言并不存在,大爆炸宇宙论又如何用年的概念去推算宇宙的确切年龄呢? 1929年,美国天文学家哈勃提出了星系的红移量与星系间的距离成正比的哈勃定律,并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说。哈勃定律只是说明了距离地球越远的星系运动速度越快--星系红移量与星系距离呈正比关系。但他没能发现很重要的另一点--星系红移量与星系质量也呈正比关系。 宇宙中星系间距离非常非常遥远,光线传播因空间物质的吸收、阻挡会逐渐减弱,那些运动速度越快的星系就是质量越大的星系。质量大,能量辐射就强,因此我们观察到的红移量极大的星系,当然是质量极大的星系。这就是被称作“类星体”的遥远星系因质量巨大而红移量巨大的原因。另外那些质量小、能量辐射弱的星系(除极少数距银河系很近的星系,如大、小麦哲伦星系外)则很难观察到,于是我们现在看到的星系大多呈红移。而银河系内的恒星由于距地球近,大小恒星都能看到,所以恒星的红移紫移数量大致相等。 导致星系红移多紫移少的另一原因是:宇宙中的物质结构都是在一定范围内围绕一个中心按圆形轨迹运动的,不是像大爆炸宇宙论描述的从一个中心向四周作放射状的直线运动。因此,从地球看到的紫移星系范围很窄,数量极少,只能是与银河系同一方向运动的,前方比银河系小的星系;后方比银河系大的星系。只有将来研制出更高分辨程度的天文观测仪器才能看到更多的紫移星系。 宇宙中的物质分布出现不平衡时,局部物质结构会不断发生膨胀和收缩变化,但宇宙整体结构相对平衡的状态不会改变。仅凭从地球角度观测到的部分(不是全部)可见星系与地球之间距离的远近变化,不能说明宇宙整体是在膨胀或收缩。就像地球上的海洋受引力作用不断此涨彼消的潮汐现象并不说明海水总量是在增加或减少一样。 1994年,美国卡内基研究所的弗里德曼等人,用估计宇宙膨胀速率的办法计算宇宙年龄时,得出一个80~120亿年的年龄计算值。然而根据对恒星光谱的分析,宇宙中最古老的恒星年龄为140~160亿年。恒星的年龄倒比宇宙的年龄大。 1964年,美国工程师彭齐亚斯和威尔逊探测到的微波背景辐射,是因为布满宇宙空间的各种物质相互之间能量传递产生的效果。宇宙中的物质辐射是时刻存在的,3K或5K的温度值也只是人类根据自己判断设计的一种衡量标准。这种能量辐射现象只能说明宇宙中的物质由于引力作用,在大尺度空间整体分布的相对均匀性和星际空间里确实存在大量我们目前还观测不到的“暗物质”。 至于大爆炸宇宙论中的氦丰度问题,氦元素原本就是宇宙中存在的仅次于氢元素的数量极丰富的原子结构,它在空间的百分比含量和其它元素的百分比含量同样都属于物质结构分布规律中很平常的物理现象。在宇宙大尺度范围中,不仅氦元素的丰度相似,其余的氢、氧……元素的丰度也都是相似的。而且,各种元素是随不同的温度、环境而不断互相变换的,并不是始终保持一副面孔,所以微波背景辐射和氦丰度与宇宙的起源之间看不出有任何必然的联系。 大爆炸宇宙论面临的难题还有,如果宇宙无限膨胀下去,最后的结局如何呢?德国物理学家克劳修斯指出,能量从非均匀分布到均匀分布的那种变化过程,适用于宇宙间的一切能量形式和一切事件,在任何给定物体中有一个基于其总能量与温度之比的物理量,他把这个物理量取名为“熵”,孤立系统中的“熵”永远趋于增大。但在宇宙中总会有高“熵”和低“熵”的区域,不可能出现绝对均匀的状态。所以,那种认为由于“熵”水平的不断升高而达到最大值时,宇宙就会进入一片死寂的永恒状态,最终“热寂”而亡的结局,是把我们现在可观测到的一部分宇宙范围当作整个宇宙的误识。 根据天文观测资料和物理理论描述宇宙的具体形态,星系的形态特征对研究宇宙结构至关重要,从星系的运动规律可以推断整个宇宙的结构形态。而星系共有的圆形旋涡结构就是整个宇宙的缩影,那些椭圆、棒旋等不同的星系形态只是因为星系年龄和观测角度不同而产生的视觉效果。 奇妙的螺旋形是自然界中最普遍、最基本的物质运动形式。这种螺旋现象对于认识宇宙形态有着重要的启迪作用,大至旋涡星系,小至DNA分子,都是在这种螺旋线中产生。大自然并不认可笔直的形式,自然界所有物质的基本结构都是曲线运动方式的圆环形状。从原子、分子到星球、星系直到星系团、超星系团无一例外,毋庸置疑,浩瀚的宇宙就是一个大旋涡。因此,确立一个“螺旋运动形态宇宙模型”,比那种作为所有物质总和的“宇宙”却脱离曲线运动模式而独辟蹊径,以直线运动方式从一个中心向四面八方无限伸展的“大爆炸宇宙模型”,更能体现真实的宇宙结构形态。
宇宙发端于距今100多亿年前的大爆炸,起初不仅没有任何天体,也没有粒子和辐射,只有一种单纯而对称的真空状态以指数方式膨胀着(这种膨胀比后来弗里德曼模型中的膨胀剧烈得多,称为暴胀)。今天我们所知道的自然界中四种基本相互作用力,即引力、强力、弱力和电磁力,那时是不可区分的。随着宇宙的膨胀和降温,真空发生一系列相变(如同水在降到零摄氏度时变成冰那样):在大爆炸后10-44秒,发生超统一相变,引力作用首先分化出来,但强、弱、电三种作用仍不可区分,夸克和轻子可以互相转变;到大爆炸后10—36秒,大统一相变发生,强作用同电、弱作用分离,物质和反物质之间的不对称性(即质子、电子等这类物质多于反质子、正电子之类反物质的现象)开始出现;10—10秒以后,弱电相变发生,弱作用和电磁作用分离,完成了四种相互作用逐一分化出来的历史。从3分钟以后经过约70万年,宇宙的温度降到3000K,电子与原子核结合成稳定的原子(这个过程称复合),光子不再被自由电子散射,从此宇宙变得透明。又过了几十亿年,中性原子在引力作用下逐渐凝聚为原星系,原星系聚在一起形成等级式结构的星系集团。与此同时,原星系本身又分裂形成千千万万的恒星。恒星的光和热是靠燃烧自己的核燃料提供的。其后果是合成碳、氧、硅、铁这些早期宇宙条件下不能产生的重元素。在恒星生命即将结束时,它将通过爆发形式抛出富含重元素的气体和尘粒。这些气体和尘粒又构成新一代恒星的原料。在
某些恒星周围,冷的气尘会坍缩成一个旋转的薄盘。这些尘粒通过相互吸引碰撞粘合,最后形成从小行星到大行星的形形色色天体。
目前认为最可信的是大爆炸学说。及在宇宙诞生之前,有一个体积无限小,密度无限大的点,里面包括了所有的物质,它被称为原始火球。当里面的压力达到一定界限时,,原始火球爆炸而将里面的物质尽数抛出,形成了最初的宇宙。
大爆炸产生的!
核聚变。
地质年代表划分?
地质年代从古至今依次为:隐生宙(Cryptozoic eon,现称前寒武纪 Precambrian supereon)、显生宙(Phanerozoic eon)。一、隐生宙现在已被细分为冥古宙、太古宙、元古宙。二、显生宙又分为:古生代、中生代、新生代。1、古生代分为:寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪。2、中生代分为:...
...如果有神,神又是那里来。一切的起源是什么?
所谓一切的根源,目前尚无法以唯物的观点去阐述。一直以来,这都是哲学的范畴。以有神宗教的观点,比如天主教或者伊斯兰教,一切的成因就是神的创造。从无到有。而这类学说大多不允许人去深究“神”是哪里来的。所以,从逻辑学角度来看,这种论点本身就是站不住脚的,是无效的。以无神宗教的观点,...
认识我们的宇宙观后感怎么写
意识由物质决定,对物质有反应但是,如果世界只是由物质决定的,那么整个世界就是一个非常有组织、有秩序有方向、有目的、极其合理的字宙演化序列。显然,用纯粹的唯物主义和唯心主义的~观点来解释字宙的起源和演化是很困难的。其实万物存在的意义并不在本身,而是一种过渡,从属于一种更超越的目的和目标...
什么是宙斯,阿波罗,普罗米修斯,海格立斯?
7个回答 #热议# 怎么买保险?答案全在这里了 kuailexixi789 2012-05-08 · TA获得超过207个赞 知道答主 回答量:29 采纳率:0% 帮助的人:5.5万 我也去答题访问个人页 关注 展开全部 这是古希腊神话中的神话人物,以下资料楼主可以简单了解一下,可能有点多,挑选你听说过的或者想了解的看就行了...
冥古宙地球起源环境
此时的大气主要是二氧化碳,地球被浓厚的云层笼罩,太阳光难以穿透,天空呈现出深沉的橘红色,海平面温度高达150摄氏度。在这样的高温海洋中,生命的孕育过程在悄然进行,各种生命所需的基本元素在持续积累,为地球生命史的开启奠定了物质基础。这个阶段的地球,虽然极端且不利于生命诞生,但为生命的起源提供了...
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关于宇宙的图片
哈勃太空望远镜20年照片精选(图) 2010年04月25日 08:56 国际在线 北京时间4月24日消息,据国外媒体报道,1990年4月24日,美国宇航局成功发射哈勃太空望远镜,今天哈勃迎来20岁生日,这架太空望远镜对天体物理学观测作出了巨大贡献。以下为哈勃20年来的照片精选。美宇航局为纪念哈勃20周年发布的最新太空...
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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...
地球是人类诞生前多久诞生的
地球诞生于46亿年前。人类诞生于80000年前。地球演化大致可分为三个阶段。第一阶段为地球圈层形成时期,其时限大致距今4600至4200Ma。第二阶段为太古宙、元古宙时期。其时限距今4200到543Ma。第三阶段为显生宙时期,其时限由543Ma至今。理论上将人类起源过程分为三大阶段:古猿阶段;亦人亦猿阶段;能...
宇宙中最大的星球是什么?
“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...
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桐梓县13436052572: 宇宙的起源 - 搜狗百科?
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