为什么谱线红移可以作为宇宙大爆炸的理由?

作者&投稿:莘武 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
看科普节目,不太明白:红移就能证明宇宙大爆炸吗?不会是其他原因造成的吗?比如空间中存在的某种物质。~

还是用你的独立思辨来解决这问题吧!
《宇宙没有起源》
弈之
一直以来,人类因为自己有起源,便认为宇宙也应该有起源。殊不知因为宇宙是“时无尽,空无界,物无量;时永前,空永在,物永存”的,它永生不灭,既没有起点也没有终点!人类所以有起源问题,是因为人类是:“在时有尽,占空有界,用物有量”的一种宇宙暂态物,只是宇宙的一部份。宇宙的每一部份都有起源问题,唯独宇宙整体没有!就是说:宇宙整体无限,各局部有限。
一方面“三永三无活宇宙”是公理。它的证明可用“举证法”:在人类找到时间尽头、空间界线、物质总量之前,这公理就是对的。另一方面也可从“只有在三永三无的前提下宇宙万事万物才能够生生灭灭永恒演变”的推导结论中反过来证明“三永三无活宇宙”的公理是对的。事实上由“三永三无活宇宙”这个前提公理可以推导出:“趋均造物动恒常”这一宇宙总命题;继而可以推导出:“层层事物相生灭”这一宇宙总变律;还可进一步推导出:“部份匆匆整体长”这一总推论。下面是“宇宙恒理”及由此概括出来的“宇宙物演化总律”与所辖“宇宙三定律”。具体推导过程另文论述,本文后面所附临江仙词组给出了诗表式的论述。
《宇宙恒理》:
总公理:(三永三无,活宇宙)
时无尽,空无界,物无量; 时永前,空永在,物永存。
总命题:(趋均造物,动恒常)
物布时空永不均。趋均生运动,运动变物态。
总变律:(层层事物,相生灭)
不均控运动,运动改不均;嵌套中循环,事物化无尽!
总推论:(部份匆匆,整体长)
没有两物件,时位态全同;部份生又灭,整体没始终。
即:
物在某一密比下的不均匀分布,使物的各部份产生相对运动;
而此相对运动,又导致物产生新的另一密比下的不均匀分布。
如此循环往复,嵌嵌套套;万事万物,生生灭灭;无穷无尽!

“物无量”是物质“无可限量”的意思。不是说物质没有重量。
“物永存”是物质“永远存在”的意思。不是说具体物件不变。

《宇宙物演化总律》:物忆现检,趋同离异。
总律所辖《宇宙三定律》:
(1)动因律:不均控运动;
(2)造物律:趋均造万物;
(3)因果律:事物相生灭。
也可简记为:
化物律:物忆现检,趋同离异。
三分律:不均控事;趋均造物;事物灭生。
它是由概括而成的。

下面仅从运动成因角度举例说明这“三永三无活宇宙”的正确性。关于万有引力的成因,在宏观领域流行牛顿的定理:“万有引力是由于物体具有质量而在物体之间产生的一种相互作用。”就是说:“有质量就有引力,引力产生运动”就是说:如果两个有质量的物体静静地悬浮在空中,他们将会自动地吸引到一起!就是说只要有两个有质量的物体就可以自动地产生相对靠近运动!就如磁铁阴阳相吸一般。我们现在的火箭和卫星就是根据这个原理制造出来并成功发射的,看来这应该是千真万确的真理。不能再有异议的了!但是您有没有设想过:假如地球和太阳真的都不自转也不公转地悬浮在空中时,他们是不是真的就马上会自动地吸碰到一起呢?或者说质量相比太阳小得可怜的地球就会被太阳吸引而自动地向太阳撞去呢?就像磁铁吸铁粒一样!但有谁能做这个实验呢?而现在所有的实验都是在地球上做的,或是在地球的引力场内做的,能全信吗?另一方面,“宇宙大爆炸论”又设想说:“大约在150亿年前,宇宙所有的物质都高度密集在一点,有着极高的温度,因而发生了巨大的爆炸。”就是说无界的空间中曾经只在一点上聚集了无穷的质量,其他无边的地方都空空如也!原来是一点运动都没有的,运动是瞬间大爆炸后突然出世的。一个说:静静的两个物质产生了运动;另一个说:静静的一点有巨大质量之物爆炸后产生了运动。那究竟谁对呢?综上所述,无论如何,两者都承认这样一个事实:就是运动都产生在物质分布极端集中不均匀时。不管质量是集中在两点上或者是一点上!总之都是完全包含在宇宙恒理总命题中的。包含在“物布时空永不均;不均生运动;运动变物态”所表达的理念之中的。如果作如下的表述:质量在时空中的分布是永不均匀的,致使任何有质量之物都会由于趋均而在无限的时空中永恒地作高速直线运动。宇宙中任何两个运动着的物体相互接近时,都会由于各自动场的碰撞接触而产生旋涡式相对运动。这种旋涡运动使得两物总要互相吸引。这种互相吸引之力,我们称它为万有引力。所以“万有引力”也叫“动生引力”。如果又作如下的表述:《宇宙局部大爆炸论》:大约在150亿年前,人类到目前为止所认识的这部分宇宙,在趋均造物必致更大不均的规律作用下,使其大部份物质都高度地密集在一起,产生了极高的温度,因而发生了巨大的爆炸。而在无限时空中这样的物质密集点应该有无数多个!那么便符合于了!

附:七绝•宇宙恒理
三永三无活宇宙,趋均造物动恒常。
层层事物相生灭,部份匆匆整体长。

附:最大类概念定义
(一)宇宙的定义
(简):三永三无的客观存在。
(详):宇宙是无尽时间、无界空间、无限量物质的三合一体的客观存在。
(二)物质的定义
(1)就内涵方面而言:
(简):物质是永不均匀满布于时、空中的“时空内容”。
(详):物质或叫物,是以无限量,永不均匀分布于无限时、空中,并与时、空一起合成宇宙的“时、空内容”。
(2)就外延方面而言:物指所有的物件。物件----某一数量比例的各种暂态质的集合体。
宇宙物件分五大类:
(1)直行变态(2)自由稳态(3)撞离乱态(4)绕衡定态(5)分解爆态。
(三)事的定义
(1)就内涵方面而言:事是指物的运动或物的形态变化。
(2)就外延方面而言:是指宇宙中发生的所有事件。
(四)运动的定义:“运动”是指物件与物件之间的相对运动。
(五)态变的定义:“态变”或叫“形态变化”,是指一物件各部分间的相对运动。
其实形态变化也是一种运动。与物间相对运动本质上是一样的。分词而述只是为了表达上有所分别而已。
宇宙事件分五大类:
(1)随机共直行(2)直行致撞离(3)撞离调绕衡(4)绕衡过密爆(5)密爆返随机。

附:《宇宙五事物》
宇宙五事:随机合稳,直行渐变,撞离激变,绕衡园稳,心热爆变(随直撞绕爆)
宇宙五物:磨合稳态,共进变态,互击乱态,制衡定态,分解散态(稳进乱定散)
附:《合一思辨》原则:
事不离物,物必有事。事物同体,概念分析,必须并提。(事物合一)

附:临江仙•宇宙哲学(词组)
陈弈之用宋词形式表达的与主流“辩证唯物论”不同的新哲理,包含了对宇宙恒理的基本推证论述。
(零)宇宙公理
三永三无成宇宙,时空物量无穷。从来物布满时空。趋均生运动,物以类相容。
件以暂形存五态,粒流点点前充。层层事物灭生中。星辰明暗暗,历历没始终。
(一)运动因果
粒子能分分不尽,全因宇宙无穷。必须保证没真空。颗粒无限细,永动为填充。
无限分割无限级,趋均级级难容。清晰物体现重重。级差无限制,密度界匀同。
(二)五态变化
个体匀行直线动,群集各各随机。竞争稳态自由飞。齐齐合力进,对撞是还非?
激碰之间轻重判,心成引绕尘微。平衡定乱靠圆围。密极必热爆,自散再投机!
(三)精神事物
过去行为成记录,层层现实缠身。先来后到假还真。时空随便越,混合任趋均。
绕日循环明律法,偶然不断重申。重温往事理精神。基因终熟透,重演自刷新。
(四)过去现在
存在方式唯事物,当前一显而终。全因五态灭生中。精神留过去,记录实非空。
现实精神皆事物,趋均相互填充。趋同活化亿年功。循环明规律,自己辨西东。
(五)事物灭生
因事关联结果物,因先果后分清。常移界事物随名。事生原物灭,事灭物新生。
两物之间应有事,梅花间竹牵情。物周动内外趋平。内因明外果,内果外因明。
(六)普遍联系
联系必须凭规律,精神现实连通。时间似箭串长空。空间虽一个,物构建无终。
两物同时无因果,精神络化其中。纵横交错法无穷。依时前后接,巧妙胜仙工。
(十)自由平等
忽忽时空无尽界,趋均导致结晶。太阳月亮转圈轻。光阴遵道去,未见载私情。
大哭数声尘世降,赤身露体全清。谁能骤眼辨分明。同成一暂态,宇宙主公平。
(十一)信仰渊源
我为何来朝哪去,长声问有谁知?生生灭灭苦心思。回寻无退路,前探又超时!
环顾四周唯宇宙,行公道不怀私。因缘化物尽仁慈。全能堪寄托,塑像拟神姿。
(十二)合一思辨
物合时空成宇宙,五维永远随之。层层事物似繁枝。物生于事尽,物灭事发施。
五态寻踪分内外,精神现实同思。宏微合一探兹时。逐层因果辨。整体自然知。

(注)
五态:稳、变、乱、定、爆。是宇宙事物的5种存在状态。
五维:现实事物只能是五维的,时间一维,空间三维,物质一维。
但精神事物却可以是无限维的,因为精神是记录为现在物的过去事物。

第一个为宇宙膨胀提供观测证据的人,是美国天文学家维斯托·斯莱弗,当时他用恒星光谱测量了邻近星系的速度。正在移向地球的恒星发出的光波会被压缩,波长变短,导致星光颜色向蓝色端偏移(蓝移);正在远离我们的天体发出的光波则被拉伸,波长变长,颜色向红色端偏移(红移)。
通过测量遥远星系发出的光波是被压缩还是拉伸,斯莱弗就能确定它们是在移向我们还是远离我们,还能测量它们的运动速度。斯莱弗发现,几乎所有的星系都正在远离我们而去。我们似乎处在一个膨胀宇宙的中心。

具有极高度的各向同性
微波背景辐射的另一特征是具有极高度的各向同性。这有两方面的含义:
①小尺度上的各向同性:在小到几十弧分的范围内,辐射强度的起伏小于0.2~0.3%;
②大尺度上的各向同性:沿天球各个不同方向,辐射强度的涨落小于0.3%。各向同性说明,在各个不同方向上,在各个相距非常遥远的天区之间,应当存在过相互联系。
除微波波段外,在从射电到γ射线辐射的各个波长上,大都进行过背景辐射探测,结果是微波波段的辐射最强,其强度超过其他所有波段的背景辐射的总和。微波背景辐射的发现被认为是二十世纪天文学的一项重大成就。它对现代宇宙学所产生的深远影响,可以与河外星系的红移的发现相比拟。
以上内容参考:百度百科-微波背景辐射

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。
如果宇宙真的是大爆炸产生的,目前的平均密度是对的,依照现在的理论是可以测出来的,这个值大约在150亿到200亿光年,而现在观测到的最远距离是美国观测到的150亿光年。 霍金无边界条件的量子宇宙论

霍金在1982年提出了一种既自洽又自足的量子宇宙论。在这个理论中,宇宙中的一切在原则上都可以单独地由物理定律预言出来,而宇宙本身是从无中生有而来的。这个理论建立在量子理论的基础之上,涉及到量子引力论等多种知识。

在他的理论中,宇宙的诞生是从一个欧氏空间向洛氏时空的量子转变,这就实现了宇宙的无中生有的思想。这个欧氏空间是一个四维球。在四维球转变成洛氏时空的最初阶段,时空是可由德西特度规来近似描述的暴涨阶段。然后膨胀减缓,再接着由大爆炸模型来描写。这个宇宙模型中空间是有限的,但没有边界,被称作封闭的宇宙模型。

从霍金提出这个理论之后,几乎所有的量子宇宙学研究都是围绕着这个模型展开。这是因为它的理论框架只对封闭宇宙有效。

如果人们不特意对空间引入人为的拓扑结构,则宇宙空间究竟是有限无界的封闭型,还是无限无界的开放型,取决于当今宇宙中的物质密度产生的引力是否足以使宇宙的现有膨胀减缓,以至于使宇宙停止膨胀,最后再收缩回去。这是关系到宇宙是否会重新坍缩或者无限膨胀下去的生死攸关的问题。

可惜迄今的天文观测,包括可见的物质以及由星系动力学推断的不可见物质,其密度总和仍然不及使宇宙停止膨胀的1/10。不管将来进一步的努力是否能观测到更多的物质,无限膨胀下去的开放宇宙的可能性仍然呈现在人们面前。

可以想象,许多人曾尝试将霍金的封闭宇宙的量子论推广到开放的情形,但始终未能成功。今年2月5日,霍金及图鲁克在他们的新论文“没有假真空的开放暴涨”中才部分实现了这个愿望。他仍然利用四维球的欧氏空间,由于四维球具有最高的对称性,在进行解析开拓时,也可以得到以开放的三维双曲面为空间截面的宇宙。这个三维双曲面空间遵循爱因斯坦方程继续演化下去,宇宙就不会重新收缩,这样的演化是一种有始无终的过程。
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.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。太阳系中共有九大行星:水星、金星、地球 、火星 、木星 、土星 、天王星、海王星和冥王星。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 30000 K ,而红外星的表面温度只有约 600 K 。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。
不能绝对的说是真的还是假的.目前关于这个问题还没有确凿的答案
一楼的说法我不敢苟同.你的那个说法是爱因思坦的"有界无边"宇宙模型,并非你的什么"独到看法"
世事无绝对,太绝对的说法往往是错误的说法.人家霍金都不敢说"至于宇宙自身不断复制,是胡说八道",只是说这是其中一种可能(见<<时间简史>>),况且能量守恒真的是亘古不变的真理吗?难道就不能说它是平行宇宙中单一一个的主观幻觉?
不过,必须补充的一点是在目前科学界的几种关于宇宙形态的说法中,"平行宇宙说"的确是较冷门的一说,目前最热门的是大爆炸说和爱因思坦的"有界无边"说
对于宇宙模型的探讨,有必要先说清楚“宇宙”这东西
所谓“宇宙”,一般认为它指的是物质现象的总和。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”

多普勒效应是说远离我们的波源所发出的频率会变低 同样根据谱线红移 可以说明星系发出的光波频率变低 其实红移与星系发出的光波频率变低是同一个道理 只是说法不同 星系正在远离我们 宇宙正处于膨胀状态 哈勃证明了星系离我们越远它远离我们的速度就越快 根据有关科学的研究 大多数科学家认为宇宙是在一次大爆炸中开始膨胀 原来的宇宙是一个奇点 密度和曲率都无穷 但也有少数认为 宇宙的开端不是一个点 而是离子之间相互靠的很近 之后大爆炸分开

红移,即星系光谱向长波方向偏移,而且星系离我们愈远则红移值愈大,红移值的大小由哈勃定律描述。怎么会发生这种红移的呢?我们知道,当一列火车迎面开来时,我们听到的汽笛声很高(声波的波长短),但当它离我们远去时,音调就明显降低(声波的波长变长),这叫多普勒效应。光同样有多普勒效应,当一个星系离我们远去时,它的谱线波长的音调会变长,我们就称谱线红移了。
观察发现,离我们越远的星系,红移现象越明显,说明相互远离的速度越大,即现在宇宙在不断膨胀中,这种现象与宇宙大爆炸说相吻合,因此成为其一个有力证据。

多普勒效应

就是多普勒效应嘛!
搞那么复杂干什么?


为什么谱线红移可以作为宇宙大爆炸的理由?
多普勒效应是说远离我们的波源所发出的频率会变低 同样根据谱线红移 可以说明星系发出的光波频率变低 其实红移与星系发出的光波频率变低是同一个道理 只是说法不同 星系正在远离我们 宇宙正处于膨胀状态 哈勃证明了星系离我们越远它远离我们的速度就越快 根据有关科学的研究 大多数科学家认为宇宙是在一次...

天文学中的红移是什么意思
红移在天文学领域,指物体的电磁辐射由于某种原因波长增加的现象,在可见光波段,表现为光谱的谱线朝红端移动了一段距离,即波长变长、频率降低。红移的现象目前多用于天体的移动及规律的预测上。红移最初是在人们熟悉的可见光波段发现的,随着对电磁波谱各个波段的了解逐步深入,任何电磁辐射的波长增加都可...

什么是谱线“红移”现象?
】红移:分为引力红移、宇宙学红移和多普勒效应。总的特点就是:红移光的谱线较正常光谱像可见光红光一侧整体移动。红移在物理学和天文学领域,指物体的电磁辐射由于某种原因波长增加的现象,在可见光波段,表现为光谱的谱线朝红端移动了一段距离,即波长变长、频率降低。( 更详细的解释可以参见百度百科)...

红移是什么效应?
1929年美国天文学家哈勃发现一个天体的光谱像长波红端移动,得出了红移定律,也叫哈勃红移。红移定律就是光的多普勒效应,就是指你用望远镜观察一个高速远离地球的天体时,它的光谱颜色会向红色靠拢,这就是红移。

什么是谱线红移
天体光谱中某一谱线相对于实验室光源的比较光谱中同一谱线向红端的位移。红移z的定义是:z = (λ-λ) \/λ =Δλ \/λ。式中λ是实验室光源的某一谱线波长,λ是天体的同一谱线波长。z>0,红移,波长增加;z<0,紫移,波长减小。在红移问题中,z都大于0,因而往往简单地把z作为红移的符号。z是...

化学上的红移是什么意思
在化学中,红移指的是分子或原子光谱中特定谱线的位置向长波长端移动的现象。这是由于光被物质所吸收,使得分子或原子中的电子跃迁到更高的能级,因此光谱线的频率降低,波长变长,从而出现红移现象。红移在化学研究中经常被用于分析物质结构和反应机理。例如,在红外光谱分析中,通过观察不同分子在红外光...

什么是红移现象?红移现象说明了什么?
红移现象是指我们观测到的天体的光谱的谱线偏向红色的一边。这个现象说明了天体正在朝向远离我们的方向运动着。根据多普勒效应可知,一个运动物体发出的声波的波长(声调)也有与此完全相似的变化。朝向你运动的物体发出的声波被压缩,因而声调较高;离你而去的物体的声波被拉伸,因而声调较低。其实光也一样,由于光具有波动...

谱线红移是什么??
在宇宙膨胀的观念中,其主要的证据来自于宇宙光线的谱线红移,那么,谱线红移的客观事实结果的唯一解释是不是谱线发射体在远离我们而去呢?如果谱线发射体在远离我们而去是谱线红移的唯一的解释,那么宇宙的膨胀的解释则成立,否则,则不能成立。这样的结论关键在于谱线红移和谱线发射体在远离我们而去是唯一对应的解释。或...

谱线红移引起谱线红移可能性的解释
探讨谱线红移的可能原因,我们可以从机械波的角度出发。当我们在平静水面投掷石子,形成的水面波会随着传播距离的增加,波峰速度变慢,这是由于水的粘滞性质。声波也有类似现象,近处声音清脆,远处低沉,这是声压和分子运动速度损耗导致的。这两种波的频率红移都与介质的机械属性有关,但与电磁波的性质截然...

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1.宇宙的起源:宇宙诞生于距今150亿年的一次的大爆炸,其重要的证据之一是天文学家哈勃发现星系的光谱向长波方向偏移,称为谱线“红移”,请说明“红移”可以作为宇宙大爆炸的理由。2... 1.宇宙的起源:宇宙诞生于距今150亿年的一次的大爆炸,其重要的证据之一是天文学家哈勃发现星系的光谱向长波方向偏移,称为谱线“红...

婺源县19665317100: 红移可以作为宇宙大爆炸的理由 -
邹秀丽科: 是的,红移是由于光波波长变长的缘故,这说明其他星体正远离我们,宇宙在膨胀,可以作为大爆炸的理由

婺源县19665317100: 红移可以作为宇宙大爆炸证据的理由?
邹秀丽科: 光源以一定的速度离开我们,我们接收到的光的波长就会比光源实际发出的光的波长长,在可见光段,表现为颜色向红光移动,所以叫红移.具有波动性的光也会出现这种效应,它又被称为多普勒-斐索效应. 因为法国物理学家斐索(1819~1896年)于1848年独立地对来自恒星的波长偏移做了解释,指出了利用这种效应测量恒星相对速度的办法.光波与声波的不同之处在于,光波频率的变化使人感觉到是颜色的变化. 如果恒星远离我们而去,则光的谱线就向红光方向移动,称为红移过光谱的红移现象,观测红线可以作为宇宙大爆炸证据的理由.

婺源县19665317100: 红线可以作为宇宙大爆炸证据的理由 -
邹秀丽科: 1天文望远镜 2光的速度是恒定的,当一个天体与我们远离的时候,它发出的光的波长就会变长.举个例子:警车或火车迎面开来,呜笛声会变尖,到身后的时候又会变低沉.观察者不动,当波源(可以是电磁波及机械波)具有一定速度时,观...

婺源县19665317100: 说明红移可以作为宇宙大爆炸证据的理由
邹秀丽科: 红移表明星球离我们远去!说明宇宙在膨胀,所以充分支持大爆炸理论.

婺源县19665317100: 红移能证明宇宙在膨胀吗 -
邹秀丽科: 就是红移证明宇宙在膨胀的. 红移在天文学领域,指天体发出的电磁辐射由于某种原因波长增加的现象,在可见光波段,表现为光谱的谱线朝红端移动了一段距离,即波长变长、频率降低. 在1920年代,美国天文学家埃德温·哈勃发现距离地球越远的星系,谱线向红端移动的程度越大,并由此提出了星系距离与红移成正比的哈勃定律.从物理学可以方便地证明,当距离不同的物体以相同速度互相远离时,距离越近,相对远离速度越小;距离越远,相对远离速度越大. 也正是由此,科学家才得出了宇宙正在膨胀的结论.并成为大爆炸宇宙理论的关键证据之一.

婺源县19665317100: 谱线红移可以作为宇宙大爆炸的证据吗?
邹秀丽科: 可以.爆炸后的宇宙是膨胀的,所以有谱线红移

婺源县19665317100: 为什么霍金会提出宇宙大爆炸论?关于“红移”哪儿有具体介绍 -
邹秀丽科: 更正一下,不是霍金提出的大爆炸理论,是比利时牧师、物理学家乔治·勒梅特首先提出的. 红移出自多普勒效应,是说在观察者和光源的相对距离変远,光波波长变长.由于在可见光谱种中波长最长的是红色光波,所以叫做红移.相对变近是蓝移. 多普勒最大的成就就是提出了这个多普勒效应 哈勃是发现了宇宙不是禁止的而是在膨胀.并计算出了哈勃常数星系看起来都在远离我们而去,且距离越远,远离的速度越高.

婺源县19665317100: 发自星体的光的波长都长于地球上同一元素的光谱数据这个为什么能够支撑宇宙大爆炸 -
邹秀丽科: 这是因为频率红移现象.但你的理解有问题.不是“发自星体的光”,是“来自于遥远星系的光”.比如说,来自太阳的光,其波长就没有变化;来自银河系恒星的光,波长也没有变化.只是那些遥远的河外星系的光,其波长有变化.你一定有...

婺源县19665317100: 宇宙大爆炸理论怎样推导来的?就是蓝移和红移? -
邹秀丽科: 宇宙大爆炸理论最初是推导出来的,但现在已经有很多证据可以证实.首先是红移现象,这是哈勃发现的.人类对宇宙的认知在上个世纪经历了重大的改变,在二十世纪初,传统科学认为宇宙是完全静止、永恒不变的.然而在1929年,天文学家...

婺源县19665317100: 关于大爆炸原因的六大热门假说是什么? -
邹秀丽科:[答案] 人们是怎样能推测出曾经可能有过宇宙大爆炸呢?这就要依赖天文学的观测和研究.我们的太阳只是银河系中的一两千亿个恒星中的一个.像我们银河系同类的恒星系 —— 河外星系还有千千万万.从观测中发现了那些遥远的星系都在远离我们而去,离我...

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