什么是宇宙
1、是由空间、时间、物质和能量,所构成的统一体的叫宇宙。
2、宇宙(Universe)是万物的总称,是时间和空间的统一。宇宙是物质世界,不依赖于人的意志而客观存在,并处于不断运动和发展中,在时间上没有开始没有结束,在空间上没有边界没有尽头。宇宙是多样又统一的;多样在物质表现状态的多样性;统一在于其物质性。宇宙是由空间、时间、物质和能量,所构成的统一体。宇宙根据大爆炸宇宙模型推算,宇宙年龄大约138.2亿年。
3、《文子·自然》:“已知的宇宙往古来今谓之宙,四方上下谓之宇。” 《尸子》:“上下四方曰宇,往古来今曰宙。” 在这种观念之下,“宇”代表上下四方,即所有的空间,“宙”代表古往今来,即所有的时间,“宇”:无限空间,“宙”:无限时间。所以“宇宙”这个词有“所有的时间和空间”的意思。 把“宇宙”的概念与时间和空间联系在一起,体现了我国古代人民的独特智慧。
4、宇宙形状还是未知的,人类在大胆想象。有的人说宇宙其实是一个类似人的这样一种生物的一个小细胞,而也有人说宇宙是一种拥有比人类更高智慧的电脑生物所制造出来的一个程序或是一个小小的原件。还有人猜想,宇宙其实就是一个电子,宇宙是一个比电子更小得多的东西,宇宙根本就不存在,或者宇宙是无形的。
5、也有人猜想,我们的宇宙生活在一个大的空间里,叫做“超空间”。在超空间里,有很多宇宙,而超空间的能量是守恒的,而且非常巨大。每当一个宇宙的能量上升时,他邻近的宇宙的能量就会下降。
宇宙(Universe)在物理意义上被定义为所有的空间和时间(统称为时空)及其内涵,包括各种形式的所有能量,比如电磁辐射、普通物质、暗物质、暗能量等,其中普通物质包括行星、卫星、恒星、星系、星系团和星系间物质等。宇宙还包括影响物质和能量的物理定律,如守恒定律、经典力学、相对论等。
宇宙是万物的总称,是时间和空间的统一。宇宙是物质世界,不依赖于人的意志而客观存在,并处于不断运动和发展中,。宇宙是多样又统一的;多样在物质表现状态的多样性;统一在于其物质性。分层次的认识宇宙
从哲学的观点看。人们认为宇宙是无始无终,无边无际的。不过,对这个深奥的概念我们不打算做深入的探讨,还是留给哲学家们去研究。我们不妨把眼光缩小一些,讲一讲利用我们现有的科学技术所能了解和观测的宇宙,人们把它称为“我们的宇宙”或“总星系”。
从最新的观测资料看,人们已观测到的离我们最远的星系是130亿光年。也就是说,如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出,那么要经过130亿年才能到达地球。这130亿光年的距离便是我们今天(2009年)所知道的宇宙的范围。再说得明确一些,我们今天所知道的宇宙范围,或者说大小,是一个以地球为中心,以130亿光年的距离为半径的球形空间。当然,地球并不真的是什么宇宙的中心,宇宙也未必是一个球体,只是限于我们目前的观测能力,我们只能了解到这一程度。
在这个以130亿光年为半径的球形空间里,目前已被人们发现和观测到的星系大约有1250亿个,而每个星系又拥有像太阳这样的恒星几百到几万亿颗。因此只要做一道简单的数学题,你就不难了解到,在我们已经观测到的宇宙中拥有多少星星。地球在如此浩瀚的宇宙中,真如沧海一粟,渺小得微不足道。
一直以来, 天文学家和我们一样,想知道宇宙究竟有多大。最近,美国的太空网报道,经过艰苦的计算工作,天文学家发现宇宙超乎寻常的大,其长度至少为1560亿光年。“这样一个有关宇宙大小的发现,显然是以‘宇宙是球形的,是有限无边的’为前提条件的。”中国国家天文台的研究员陈大明在接受记者专访时说,“长期以来,宇宙学研究领域一直有这样一个争论,宇宙究竟是球形的、马鞍形的、还是平坦的。”北京师范大学副教授张同杰说:“国际主流宇宙学普遍认为宇宙是平坦的,是无限的。”那么,围绕宇宙的争论从何而来?理据何在?一种最为普遍的观点:在大爆炸之后,宇宙诞生了。“根据现代宇宙学中最有影响的大爆炸学说,我们的宇宙是大约137亿年前由一个非常小的点爆炸产生的,目前宇宙仍在膨胀。”陈大明研究员说,“这一学说得到大量天文观测的证实。”这一学说认为,宇宙诞生初期,温度非常高,随着宇宙的膨胀,温度开始降低,中子、质子、电子产生了。此后,这些基本粒子就形成了各种元素,这些物质微粒相互吸引、融合,形成越来越大的团块,这些团块又逐渐演化成星系,恒星、行星,在个别的天体上还出现了生命现象,能够认识宇宙的人类最终诞生了。宇宙是球形的、有限无边的?“认为宇宙是球形的观点在很长时间内存在着,尽管不是国际宇宙学界的主流。”陈大明介绍说,“它的每一次提出,都会引起人们的关注,就是因为这一观点很奇特。”一个最为明显的例子就是不久前,由美国数学家杰弗里·威克斯构建的宇宙模型:一个大小有限、形状如同足球的镜子迷宫。“形如足球”的模型令科学界震惊,因为这一学说宣称,宇宙之所以令人产生无边无界的“错觉”,是因为这个有限空间通过“返转”效应无限重复映现自身。威克斯认为,人们之所以感觉宇宙是无限的,是因为宇宙就像一个镜子迷宫,光线传过来又传过去,让人们发生错觉,误以为宇宙在无限伸展。这一惊人推断后来被《新科学家》杂志收录,同时作为一种“奇谈”在民间广为流传着。
【宇宙年龄】
宇宙年龄定义
宇宙年龄(universe,age of)宇宙从某个特定时刻到现在的时间间隔。对于某些宇宙模型,如牛顿宇宙模型、等级模型、稳恒态模型等,宇宙年龄没有意义。在通常的演化的宇宙模型里,宇宙年龄指宇宙标度因子为零起到现在时刻的时间间隔。通常,哈勃年龄是宇宙年龄的上限,可以作为宇宙年龄的某种度量。根据大爆炸宇宙模型推算,宇宙年龄大约200亿年。
年龄推算
宇宙年龄为一百二十五亿年
科学家利用望远镜观察最老的星球上的铀光谱,从而估计宇宙的年龄是一千一百二十五亿年。科学家对宇宙的年龄有不同的估计,根据不同的宇宙学模型科学家估计宇宙的年龄是介乎一百亿至一百六十亿之间;2001年科学家利用南欧洲天文台的望远镜,观察一颗称CS31082-001的星球,量度星球上放射性同位素铀-238的光谱从而计算出这星球的年龄是一百二十五亿年,这个估计的误差大约三十亿年,是亦即是说,宇宙的年龄至少有一百二十五亿年,这是科学家第一次量度太阳系以外铀含量的研究。
科学家解释说,这个方法和在考古学上使用碳-14同位素量度物质的年龄一样,铀-238同位素的半衰期是四十四亿五千万年;半衰期是放射性元素自动蜕变成为其他元素,至它本身剩下一半时所需要的时间。
科学家指出,在宇宙开始时,大爆炸会产生氢氦和锂等元素,而比较重的元素是在星球内部产生,当星球死亡时,含有重元素的物质会散布到周围的空间,然后和下一代个的星球结合;其实,地球上黄金也是从爆炸了的星球来。
因此,愈老的星球上的重元素,也会愈少,科学家认为,一些比较老的星球的重元素含量,只有太阳的二百分之一。科学家曾经尝试利用钍-232同位素来估计宇宙的年龄,钍是一种放射性金属元素,与中子接触时会引起核分裂,产生原子能源,不过,钍的半衰期是一百四十亿五百万年,半衰期比较铀-238长,因此,估计的误差也比较大。
【宇宙的不断膨胀】
科学家认为它起源为137亿年前之间的一次难以置信的大爆炸。这是一次不可想像的能量大爆炸,宇宙边缘的光到达地球要花120亿年到150亿年的时间。大爆炸散发的物质在太空中漂游,由许多恒星组成的巨大的星系就是由这些物质构成的,我们的太阳就是这无数恒星中的一颗。原本人们想象宇宙会因引力而不在膨胀,但是,科学家已发现宇宙中有一种 “暗能量”会产生一种斥力而加速宇宙的膨胀。
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。10^14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。
10^17~10^18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10^24岁时,质子开始衰变为光子和各种轻子。10^32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。
10^100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
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。到16世纪哥白尼建立日心说后才普遍认识到:地球是绕太阳公转的行星之一,而包括地球在内的八大行星则构成了一个围绕太阳旋转的行星系—— 太阳系的主要成员。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,伽利略·伽利雷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,乔尔丹诺·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。弗里德里希·威廉·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。
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,伯特兰•阿瑟•威廉•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 ,亚瑟·斯坦利·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。
【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20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。
【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。
【宇宙是否有限】
我们的先辈们曾认为宇宙是范围并不很大的球状天体,其中包含着地球以及其他一些形体较小的发光体。直至公元1700 年以前,这种理论在天文学界一直占据主导地位。即使在哥白尼发现地球并非宇宙的中心之后,人们仍持同样的观点,只是把“宇宙主宰”这一光环又赠给了太阳而已,而宇宙的基本定义仍未得到根本上的改变。天空仍旧是天上的“球”,里面有许多星星,不过,它包括的主体是太阳,相比之下,地球要逊色得多。
托勒密的“地心说”体系
哥白尼的“日心说”体系
开普勒的椭圆型轨道的思想废除了星体是“透明的球体”这一谬论,但是却仍然保留了星体是“最外层天体球”这一说法。感谢卡西尼的研究成果,他揭开了太阳系的真实面目,从而证明了太阳系比人们想象的要大得多,而这也只是将人们脑海中宇宙的边界扩大了而已。
直至哈雷于1718 年发现了恒星也是运动着的球体这一事实后,天文学家们才开始重新认真地认识宇宙。当然,即使所有星体都在移动,宇宙仍有可能是有限的,而所有的星体也都有可能在进行着极其缓慢的移动。但是为什么有的星体的运动速度之快足以被人们观察到,而正是这些星体才能发出比较明亮的光线呢?
关于这一问题,存在这样一种可能,即某个星体由于具有较大的形体,从而能放射出比较明亮的光线,同时由于其体积较大,造成宇宙对它的束缚产生了困难,从而导致了它的移动。当然,这只是一种特定的假设,但这种全新的设想对于解开有关谜团是具有创造性意义的——即使其很难在实验室条件下得到验证,或根本无法解决任何问题。
另一方面,有些星球与地球间的距离有可能相对来说比较近,因此看上去就可能显得比较亮一些。再者,如果所有星球移动的速度是相同的,那么距地球越近,往往就显得运动得更快一些。这一点与实验室条件下的实验结果是相符的。这一现象是以解释运动越快的星体其亮度越高的原因。那相对比较昏暗的星球其实也处于运动状态,但由于它与地球间距离实在太遥远了,因此即使经过几个世纪的观测也无法察觉到它的位置的变化,但这一变化却有可能在数千年的过程中被观测到,这的确需要人们一代一代不懈的努力。
如果各个星体与太阳系间的距离各不相同,那么宇宙就应该是无限的,而众多的星球则会像蜂群一样遍布于宇宙的各个角落。直至1718 年,人们才意识到这一点而摒弃了宇宙有限论,从此,一幅广阔无垠而壮丽非常的宇宙画卷终于展现在人们的眼前。
【宇宙有中心吗?】
太阳是太阳系的中心,太阳系中所有的行星都绕着太阳旋转。银河也有中心,它周围所有的恒星也都绕着银河系的中心旋转。那么宇宙有中心吗?一个让所有的星系包围在中间的中心点?
看起来应该存在这样的中心,但是实际上它并不存在。因为宇宙的膨胀一般不发生在三维空间内,而是发生在四维空间内的,它不仅包括普通三维空间(长度、宽度和高度),还包括第四维空间——时间。描述四维空间的膨胀是非常困难的,但是我们也许可以通过推断气球的膨胀来解释它。
我们可以假设宇宙是一个正在膨胀的气球,而星系是气球表面上的点,我们就住在这些点上。我们还可以假设星系不会离开气球的表面,只能沿着表面移动而不能进入气球内部或向外运动,在某种意义上可以说我们把自己描述为一个二维空间的人。
如果宇宙不断膨胀,也就是说气球的表面不断地向外膨胀,则表面上的每个点彼此离得越来越远。其中,某一点上的某个人将会看到其他所有的点都在退行,而且离得越远的点退行速度越快。
现在,假设我们要寻找气球表面上的点开始退行的地方,那么我们就会发现它已经不在气球表面上的二维空间内了。气球的膨胀实际上是从内部的中心开始的,是在三维空间内的,而我们是在二维空间上,所以我们不可能探测到三维空间内的事物。同样的,宇宙的膨胀不是在三维空间内开始的,而我们只能在宇宙的三维空间内运动。宇宙开始膨胀的地方是在过去的某个时间,即亿万年以前,虽然我们可以看到,可以获得有关的信息,而我们却无法回到那个时候。
『宇宙及其组成和结构 』
(1) 行星
我们居住的地球是太阳系的一颗大行星。太阳系一共有八颗大行星:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。除了大行星以外,还有60多颗卫星、为数众多的小行星、难以计数的彗星和流星体等。他们都是离我们地球较近的,是人们了解的较多的天体。那么,除了这些以外,茫茫宇宙空间还有一些什么呢?
(2) 恒星和星云
晴夜,我们用肉眼可以看到许多闪闪发光的星星,他们绝大多数是恒星,恒星就是象太阳一样本身能发光发热的星球。我们银河系内就有1000多亿颗恒星。恒星常常爱好"群居",有许多是"成双成对"地紧密靠在一起的,按照一定的规律互相绕转着,这称为双星。还有一些是3颗、4颗或更多颗恒星聚在一起,称为聚星。如果是十颗以上,甚至成千上万颗星聚在一起,形成一团星,这就是星团。银河系里就发现1000多个这样的星团。
(3) 银河系及河外星系
随着测距能力的逐步提高,人们逐渐在越来越大的尺度上对宇宙的结构建立了立体的观念。这里第一个重要的发展,是认识了银河。它包含两重含义,一是了解了银河的形状,二是认识了河外天体的存在。
(4) 星系团
当我们把观测的尺度再放大,宇宙可看成由大量星系构成的"介质",而恒星只是星系内部细致结构的表现。这样,为了了解宇宙结构,需关心星系在空间的分布规律。
(5) 大尺度结构
今天人们把10Mpc以上的结构称为宇宙的大尺度结构至今大尺度上的观测事实远不是十分明确的。有趣的是,有迹象表明,星系在大尺度上的分布呈泡沫状。即有许多看不到星系的"空洞"区,而星系聚集在空洞的壁上,呈纤维状或片状结构。这一层次的结构叫超星系团。它的典型尺度为几十兆秒差距。
总之,若把星系看成宇宙物质的基本单元,那么星系的分布状况就是宇宙结构的表现。现在看来,直至50Mpc的尺度为止,星系的分布呈现有层次的结构。这就是我们对宇宙面貌的基本认识。
不过目前也有理论认为宇宙就是一个封闭的空间,且其引力大到没有任何速度可以冲出这个空间,而这个空间以外是什么样子,谁也无法回答,甚至无法想象。
关于宇宙的阐述,我国古籍早有记载,早在2000多年前战国尸佼《尸子》载:“四方上下曰宇,往古来今曰宙”,西汉《淮南子·原道训》载注:“四方上下曰宇,古往今来曰宙,以喻天地”,四方上下是指空间,空间称为宇,往古来今和古往今来都是指时间,时间称为宙,说明宇宙就是空间和时间。马克思说:“无比众多的天体存在于无限大的空间和永恒的时间之中为宇宙”。马克思所说的天体,就是宇宙间物质的存在形式,根据天体的特征,天体可分为恒星(包括一般恒星、白矮星、主序星即矮星、巨星、新星、超新星、红巨星、红外星、中子星即脉冲星、微星、碳星、氢星、金属星、共生星等各类恒星)、星团、星云、行星、卫星、流星、彗星、星际物质(气体和尘埃)、红外原、射电源、X射线源和γ(伽玛)射线源等诸多自然天体类型。宇宙中两个或两个以上运动着的天体,因互相吸引和互相绕转,形成了不同级别的天体系统,如以地球为中心的地月系,以太阳为中心的太阳系,以银核和银心为中心的银河系(也称天河,我国古代称天河为银汉)和银河系以外同银河系类似的许多河外星系等天体系统。人类已观测到的宇宙中的所有天体和天体系统称为总星系。在天体系统中,地月系属于太阳系,太阳系属于银河系,地球距太阳平均1.5亿千米,日地平均光距约8分20秒,太阳距银河系中心约2.3万光年(1光年约9.4605万亿千米),银河系的主体是银盘,银盘的直径约7万光年,银河系中有质量很大的、能自己发光的类似太阳一样大大小小的球状恒星天体2000多亿颗和大量的星云,在银河系以外已观测到的河外星系(河外天体系统)达10亿多个。在晴朗的夜晚,人们看到的满天星星,其中绝大部分都是由炽热气体组成的能自己发光的恒星,以及由气体和尘埃组成的云雾状的星云。人们把看到和观测到的球状天空,称为天球,为了便于认识星空,识别星体,我国古代将星空划分为三垣、四象、二十八宿和其他星官,到1922年国际天文学联合大会决定,将全天统一划分为88个区域,称为88个星座(北天28个、黄道12个,南天48个),并于1928年公布于世,国际上已通用至今。
宇宙有“物理宇宙”和“观测到的宇宙”之说。物理宇宙是从物理现象方面解释的宇宙,宇宙在空间上是无边无际的,是无限大的,在时间上是无始无终的,宇宙是物质的,无数的各种各样的天体物质,在无限大的空间和永恒的时间之中,不停地运动着、变化着和发展着的客观物质世界,就是宇宙。
观测到的宇宙,是人们用肉眼或仪器观测到的宇宙空间及其中存在的各种运动着的天体,随着科学技术的发展和观测仪器的日益先进,人们对宇宙观测的范围将会不断扩大,对宇宙的认识将会不断加深,现在人类已能观测到距地球约120亿光年远的天体,甚至能观测到距地球200亿光年、360亿光年远的宇宙的深远范围。观测到的宇宙称为总星系,总星系包括银河系和10亿多个河外星系,以及星系团,简单地说,天地万物就是宇宙。
(《中学地理教学参考》1999年第12期)
我预感到有某种超智慧存在,他们设计制造了一个超级矩阵系统SMS,并在该平台上开发编写了一套多维空间虚拟程序TT-DVRA,正是这套程序的开启运行,虚拟造就了我们这个世界——宇宙。所有的物质,以及它们的相互作用与对应关系,都是由程序事先写好的,可以说这是一个严谨到天衣无缝的精妙体系。因为它太有规律了,以至於我们这些被虚拟出来的智慧生命,每每想到这里都由衷发自内心地赞叹,这一切似乎太不可思议了!
破译的终极-Hypothesized world (被假设的世界)
现在有许多书籍和网站探讨骇客帝国哲学,其实我也有类似的想法:我生活的这个世界是真实的还是虚幻的?这个问题也同样因为电影而提出,比如The Truman Show(楚门的世界)和Abre los ojos(翻拍为Vanilla Sky)以及The Thirteenth Floor(异次元骇客)。这个学说还被一位哲学家Nick Bostrom升级,写成《你生活在一个电脑世界吗?》因此我时常思索这样一个问题,什麽是真实的存在?是不是像有些人的观点,实质的,物理的世界才是虚幻呢?那麽由此我对这个世界的解释为,我们所看到的身処的这个无边无际的宇宙以及它所包含的物质运动规律,都只不过是一台被称之为Super Matrix System的超级计算机程序虚拟出来的模仿拟像而已。所以我们不妨来试著这样假设,有那麽一个真实存在且高度文明的世界,那裏的智慧生物进化到近乎理解宇宙万物运动规律的程度,他们设计制造了一台叫做Super Matrix System的超级矩阵系统,并且在它上面开发编写了一整套Ten three-dimensional Virtual Reality Application,虚拟出了一个他们认为近乎合理到天衣无缝的模型体系。在这个虚拟宇宙模型中同样会有以他们的原形设计的生命元,并且这些生命元会按照Ten three-dimensional Virtual Reality Application事先定义好的规则升级进化。直到有一天出现了人类,然后再用亿万年的时间进化到像现实中的他们那样,拥有高度发达的智慧与文明,能够有能力去制造同样一台叫Super Matrix System的机器,接著那些实质为虚拟的人类依照自身对自然的认知也去虚拟了一个宇宙模型,而这个再次被虚拟的宇宙模型中也注定会有生命元,且进化到同样高的程度必然也会去制造一台Super Matrix System机器,再往后推理又会继续去虚拟下一个宇宙,依次周而复始无限循环嵌套下去。那麽我们究竟存在于这无数层嵌套的哪一环呢?就目前来看,生命元是不可能想象得出宇宙之外的事情的,这更受限於Super Matrix System在设计之初就已经回避了对母体自身的不安全因素。所以我更倾向于Super Matrix System根本不允许生命元代码拥有突破宇宙之外的意识概念,否则的话当生命元升级到一定程度后就会破坏系统的平衡。而且我们也不会有什麽自由思想,所谓的自由也只是被限制在一定范围之内的。比如我现在猜破了这一玄机,认定这个世界是被超智慧制造虚拟出来的,如果这一刻我的头脑拥有了自由思想,那麽为什麽我却无法去证明验证我的猜测呢?再比如,我发挥我的自由思想,我想此时此刻我就站在宇宙以外的某个地方,我正在放眼审视宇宙的真相,可是我能把看到的一切都描绘出来吗?所以说我们没有什麽自由思想,所谓的自由也只是被限制在一定范围之内的。另外在我们的社会群体中还存在一种现象值得我们去推敲,那就是人类个体都喜欢反驳他人的观点。一个事情的正反两面,都有不少人在反驳,假如有一个人说这个是对的,马上就会有人站出来反对他,反之也一样。照这样来说“否认”是人类个体最常见的反应了。更值得一提的是,人在一生当中说得最多的一句话就是“不知道!”而这也是一点可疑之処。这个所谓的“否认”和“不知道”其实都是Super Matrix System超级矩阵系统的原始程序代码的遗留问题。早期的TT-DVRA为了防止思维元破译该体系,在最初设计的时候就对它们的社会交互性采用了一种间接回避补偿模式,进而很好的避免了该严密系统的过快崩溃。
也许真正的真理就在SMS母体自身之外,人类永远也无法知晓,因为有些东西自始至终我们也无法明白。展望遥远的未来,我们的智慧与文明也必将进化到一个更高的层面,这让我们也有能力制造一台象Super Matrix System一样的超级计算机系统,同样用於去模拟我们所认为的这个宇宙体系,其中有生命,并且也会沿著设计好的时间规则进化……
最后我只能用Morpheus的著名台词“Pulled over our eyes to blind us from the truth”(拉到我们眼前来使我们看不到真实)来结束这次讨论。
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我的思想本身也是受限的,所以文中所用词汇也许并不贴切,无法真正表明我的想法。关於超智慧,那也是相对而言的,没有绝对的超智慧,一个比我们早壹千万年的文明对於我们来说就是超智慧。至於他们制造的计算机还称得上称不上计算机,或者早超越了计算机的境界,那就另当别论了,不过有一点我认为,即便是再先进他也要有编码的存在,只是编码方式的不同罢了,如果不编码又怎麽组织物质呢?
十万个冷知识
可以看百度百科,很详细的
也可以看些相关书籍,如图册《宇宙写真集》,《最美的宇宙》由哈勃空间望远镜高清晰拍摄图片配详细文字说明。或者可以看看霍金的《时间简史》和《果壳中的宇宙》
宇宙是什么?
1、是由空间、时间、物质和能量,所构成的统一体的叫宇宙。向左转|向右转 2、宇宙(Universe)是万物的总称,是时间和空间的统一。宇宙是物质世界,不依赖于人的意志而客观存在,并处于不断运动和发展中,在时间上没有开始没有结束,在空间上没有边界没有尽头。宇宙是多样又统一的;多样在物质表现状态...
什么是宇宙?
宇宙(Universe)在物理意义上被定义为所有的空间和时间(统称为时空)及其内涵,包括各种形式的所有能量,比如电磁辐射、普通物质、暗物质、暗能量等,其中普通物质包括行星、卫星、恒星、星系、星系团和星系间物质等。宇宙还包括影响物质和能量的物理定律,如守恒定律、经典力学、相对论等。
什么是宇宙
1. 宇宙,即广宇自然,包括所有空间、时间、物质以及事物,是一个由自身结构组织决定、运动机理左右的存在,具有广阔范围和多重表现的可思维认知的集聚体。这一概念源于宇宙学,是科学家勒梅特基于爱因斯坦的广义相对论提出的。2. 科学家伽莫夫继承并发展了勒梅特的宇宙大爆炸观点,提出了大爆炸宇宙论。
什么是宇宙
广义的宇宙定义是万物的总称,是时间和空间的统一。狭义的宇宙定义是地球大气层以外的空间和物质。“宇宙航行”的“宇宙”定义就是狭义的“宇宙”定义,宇宙航行意思就是在大气层以外的空间航行。古代对宇宙的定义,有西汉的《淮南子》:“往古来今谓之宙,四方上下谓之宇”。通过宇宙微波背景辐射的观测...
什么是宇宙
1、宇宙就是秩序 宇宙以秩序而存在,以总能量为零而保持相对稳定。2、宇宙的定义 正负能量之和为零的空间叫宇宙。或者说,物质与反物质相对制衡共处的空间叫宇宙。3、宇宙的形状及结构 宇宙分大宇宙和小宇宙,无边无际的叫大宇宙,有边有际的称为小宇宙,大宇宙由数目浩瀚的小宇宙组成。圆周率=3....
什么是宇宙
宇宙(Universe)是由空间、时间、物质和能量,所构成的统一体。是一切空间和时间的综合。一般理解的宇宙指我们所存在的一个时空连续系统,包括其间的所有物质、能量和事件。宇宙根据大爆炸宇宙模型推算,宇宙年龄大约200亿年。人类很早就开始思考宇宙,但一直以来人们都把地球当成是宇宙的中心。然而天文学家...
什么是宇宙
1.从“宇宙”的构成,来解释“宇宙”这种存在,宇宙是由空间、时间、物质和能量,所构成的统一体。2.在西方,宇宙这个词在英语中叫cosmos,universe,space;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...
什么是宇宙?
宇宙(英语:Universe)是所有时间、空间与其包含的内容物所构成的统一;它包含了行星、恒星、星系、星系际空间、次原子粒子以及所有的物质与能量,宇指空间,宙指时间。目前人类可观测到的宇宙,其距离大约为93 × 10^9光年(28.5 × 10^9秒差距),最大为27,160百万秒差距;而整个宇宙的大小可能为...
什么是宇宙?
从科学上讲,“宇宙”是指整个物质世界,它处于不断的运动和发展中。即宇宙是广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。科学家们研究发现,宇宙是由大约150亿年前发生的一次大爆炸形成的。在爆炸发生之前,宇宙内所存物质和能量都聚集到一起,并且宇宙空间到处充满着杂音电波。迅猛的大爆炸使物质...
什么是宇宙
宇宙(Universe)是由空间、时间、物质和能量,所构成的统一体。是一切空间和时间的综合。一般理解的宇宙指我们所存在的一个时空连续系统,包括其间的所有物质、能量和事件。宇宙根据大爆炸宇宙模型推算,宇宙年龄约为137.5亿年。代天文学的研究成果表明,宇宙是有层次结构的、像布一样的、不断膨胀、物质...
钞彦加尔: “宇宙”一词,最早大概出自我国古代著名哲学家墨子(约公元前468-376).他用“宇”来指东、西、南、北,四面八方的空间,用“宙”来指古往今来的时间,合在一起便是指天地万物,不管它是大是小,是远是近;是过去的,现在的,还...
玛纳斯县17783855310: 宇宙是什么 - ?
钞彦加尔: “宇”指空间,“宙”指时间.宇宙就是在空间上无边无际,时间上无始无终的,按客观规律运动的物质世界. 宇宙是万物的总称,是时间和空间的统一.宇宙是物质世界,不依赖于人的意志而客观存在,并处于不断运动和发展中.宇宙是多样又统一的.它包括一切,是所有时间和空间的统一体,没有时间和空间就没有一切.所以它包含了全部......
玛纳斯县17783855310: 宇宙是什么?
钞彦加尔:宇宙(Universe)是由空间、时间、物质和能量,所构成的统一体.是一切空间和时间的综合.一般理解的宇宙指我们所存在的一个时空连续系统,包括其间的所有物质、能量和事件.宇宙根据大爆炸宇宙模型推算,宇宙年龄大约200亿年.
玛纳斯县17783855310: 什么是宇宙?
钞彦加尔: 宇宙是由空间、时间、物质和能量所构成的统一体.是一切空间和时间的总合.一般理解的宇宙指我们所存在的一个时空连续系统,包括其间的所有物质、能量和事件.对于这一体系的整体解释构成了宇宙论.近数世纪以来,科学家根据现代物...
玛纳斯县17783855310: 什么是宇宙??
钞彦加尔: 按照中国古人的说法,空间为“宇”,无边无垠;时间为“宙”,无始无终.宇宙即指无限的太空世界,它是古往今来太空中所有星球及飘浮在空中一切尘埃的总称;它包括所有的恒星和行星,当然也包括太阳和地球. 宇宙是由140亿年前发生...
玛纳斯县17783855310: 宇宙是什么??
钞彦加尔: 宇宙概括 宇宙是由空间、时间、物质和能量,所构成的统一体.是一切空间和时间的综合.一般理解的宇宙指我们所存在的一个时空连续系统,包括其间的所有物质、能量和事件.宇宙是万物的总称,是时间和空间的统一.宇宙是物质世界,不依赖于人的意志而客观存在,并处于不断运动和发展中.宇宙是多样又统一的.它包括一切,是所有时间和空间的统一体,没有时间和空间就没有一切.所以它包含了全部.
玛纳斯县17783855310: 什么是宇宙啊??
钞彦加尔: 宇宙是天地万物的总称.宇宙是物质世界,不依赖于人的意义而客观存在,并处于不断运动和发展中,时间上没有开始终了,在空间上没有边界没有尽头.宇宙是多样又统一的;多样在物质表现形态的多样性;统一在于其物质性. “宇宙”一词...
玛纳斯县17783855310: 什么是宇宙??
钞彦加尔: 生活中,我们经常讲到“宇宙”这个词,那么什么“宇宙”呢?其实宇宙是天地万物的总称,包括无限的空间和时间.在我国古代,《庄子》这本书最早开始使用“宇宙”这个词.“宇”指的是一切空间,包括东南西北等一切地点,是无边无际的;“宙”指一切时间,包括过去、现在、白天、黑夜,是无始无终的.
玛纳斯县17783855310: 什么是宇宙??
钞彦加尔: 宇宙是由空间、时间、物质和能量,所构成的统一体.在西方,宇宙这个词在英语中叫cosmos,universe,space;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...