宇宙
宇宙；宇宙
宇宙的誕生
我們現在觀測的宇宙，邊界大約是1000億光年。它由許多星系組成。地球是太陽系的壹顆普通行星，太陽系是銀河系的壹顆普通恒星。我們觀測到的恒星、行星、彗星、星系是如何形成的？
根據宇宙學理論，我們觀測到的宇宙在其孕育初期，集中在壹個非常小、溫度極高、密度極高的原始火球中。6543.8億年到200億年前，原始火球爆發，我們宇宙的誕生史開始了。
原始大爆炸後0.01秒，宇宙溫度約為1000億度。物質的主要形式是電子、光子和中微子。之後物質迅速擴散，溫度迅速下降。1秒後下降到1000億度。14秒後。化學元素開始形成。溫度不斷下降，原子不斷形成。宇宙充滿了氣體雲。在引力的作用下，它們形成了壹個恒星系統，經過長時間的演化，成為了今天的宇宙。
物質現象的總和。廣義上是指無限多樣、不斷發展的物質世界，狹義上是指某個時代觀測到的最大天體系統。後者通常被稱為哈勃體積和我們的宇宙，現在相當於天文學中的“主星系”。
2003年2月，美國國家航空航天局向全世界公布了他們關於宇宙年齡的研究成果。根據公布的數據，宇宙的年齡應該是654.38+037億歲。2003年10月，國際天體物理學研究組宣布宇宙的確切年齡應為654.38+046.5438+00億歲。地球的形成。
詞源考察:《莊子·吳起論》首次在中國古籍中使用宇宙壹詞。“於”的意思包括各個方向，比如東西南北的所有地方。“周”包括過去、現在、白天和黑夜，即所有不同的具體時間。戰國末年，士教曰:“宇宙上下四面，通而通於今。”“於”是指空間，“周”“宇宙”是時間和空間的統壹。後來“宇宙”壹詞被用來指代整個客觀現實世界。相當於宇宙的概念有“天地”、“乾坤”、“六合”，但這些概念只是指宇宙的空間方面。《管子》中的“周和”是指時間和“和”(即六合)
在西方，宇宙這個詞英文叫cosmos，俄文叫кocMoc，德文叫kosmos，法文叫cosmos。都來源於希臘語κoσμoζ。古希臘人認為宇宙的創造來自混沌。κoσμoζ的原意是秩序。但在英語中，更常用來表示“宇宙”的詞是universe。這個詞和universitas有關。在中世紀，人們稱之為壹群人，他們朝著與universitas相同的方向和目標行動。在最廣泛的意義上，universitas也指由所有現成事物組成的統壹整體。這就是宇宙。宇宙和宇宙往往是壹個意思，但區別在於前者強調物質現象的總和，後者強調整個宇宙的結構或構造。
宇宙概念和宇宙結構概念的發展在古代，人們對宇宙結構的認識處於非常幼稚的狀態。他們通常根據自己的生活環境對宇宙的結構做出天真的推測。中國西周時期，生活在中國大地上的人們提出了早期的遮天理論，認為天像壹個鍋，倒放在平地上。後來發展到後期的遮天論，認為地球的形狀也是拱形的。公元前7世紀，巴比倫人認為天空和地球都是拱形的，地球周圍是海洋，其中心是壹座高山。古埃及人把宇宙想象成壹個大盒子，天空是蓋子，地球是底部，尼羅河是地球的中心。古印度人想象圓盤狀的地球丟在幾頭大象身上，而大象站在巨大的烏龜背上。公元前7世紀末，古印度人把地球想象成壹只巨大的烏龜。
是古希臘人首先意識到地球是球形的。公元前6世紀，畢達哥拉斯認為最美麗的立體圖形是球形，主張天體和我們居住的地球都是球形。這壹思想後來被許多古希臘學者繼承，但直到1519 ~ 1522年，葡萄牙的F·麥哲倫率領的探險隊才完成了第壹個。
公元2世紀，托勒密提出了完整的地心說。這種理論認為，地球在宇宙中心是靜止不動的，月球、太陽、行星和最外層的恒星都在以不同的速度圍繞地球旋轉。為了解釋行星表觀運動的不均勻性，他還認為行星在這壹輪繞著它們的中心旋轉。另壹方面，這個圓的中心沿著壹個均勻的輪子圍繞地球旋轉。地心說在歐洲流傳了1000多年。n .哥白尼提出了科學的日心說，他認為太陽位於宇宙的中心，而地球是壹顆普通的行星，以圓形軌道圍繞太陽旋轉。2009年，j .開普勒揭示了地球和所有的行星都以橢圓軌道圍繞太陽旋轉。伽利略率先用望遠鏡觀測天空，用大量的觀測事實證明了日心說的正確性。195438+0687年，I .牛頓提出萬有引力定律，深刻揭示了行星圍繞太陽運動的力學原因，給了日心說堅實的力學基礎。之後，人們逐漸建立了太陽系的科學概念。
在哥白尼的宇宙圖像上，星星只是最外層星空中的光點。1584年，g .布魯諾大膽地取消了這層星空，認為所有的恒星都是遙遠的太陽。8世紀上半葉，由於e .哈雷對恒星的自我發展和j .布拉德利對恒星遙遠距離的科學估計，布魯諾的推測得到了越來越多人的認可，t .萊特、I .康德和J. H .蘭伯特推測滿天的恒星和銀河系構成了壹個龐大的天體系統。赫歇爾(F. W. Herschel)首先用抽樣統計的方法，用望遠鏡統計了天空中大量選定區域的恒星數量以及亮星與暗星的比例。1785年，他首次獲得了壹張輪廓不均勻、太陽在中心的銀河系的平而平的結構圖。這為銀河系的概念奠定了基礎。在接下來的壹個半世紀裏，在H. shapley發現太陽不在銀河系中心，J. H. Oort發現銀河系的自轉和旋臂，很多人測量了銀河系的直徑和厚度之後，銀河系的科學概念才最終確立。
18世紀中期，康德等人還提出，整個宇宙中有無數個像我們這樣的天體系統(指銀河系)。當時看起來像雲的“星雲”很可能就是這樣壹個天體系統。之後經歷了170年的曲折探索過程，直到1924年才被E.P .發現。
半個世紀以來，通過對河外星系的研究，人們不僅發現了星系團、超星系團等更高級別的天體系統，還將我們的視野拓展到了遠至200億光年的宇宙深處。
宇宙演化的概念是在中國發展起來的。早在西漢時期，《淮南子·真傳》就指出:“有始有終，有始有終，有夫有始。”認為世界有它的開放時間，有它的開放前期，有它的開放前期。《淮南子·天文荀》也專門概述了它。有類似的觀點。比如leucippus提出，由於原子在空無壹物的空間中做渦旋運動，輕物質逃逸到外層虛空，而其余物質則構成了球形天體，從而形成了我們的世界。
太陽系概念確立後，人們開始從科學的角度探索太陽系的起源。1644年，R·笛卡爾提出了太陽系起源的渦旋理論。1745年，G.L.L .布豐提出了壹個太陽系起源的理論，這個理論是由大彗星和太陽的碰撞引起的。1755和1796年，康德和拉普拉斯分別提出了太陽系起源的理論。太陽系Z起源的新理論是在康德-拉普拉斯星雲理論的基礎上發展起來的。
1911年，E. hertzsprung建立了該星系團的第壹張彩色星等圖；1913年，H.N .羅素畫出了這顆恒星的光譜-光度圖，也就是赫羅托。羅素在獲得這張圖後，提出了恒星從紅巨星開始，先收縮到主序，再沿著主序下滑，最後變成紅矮星的恒星演化理論。35438+0924，A.S .愛。從1937到1939，C.F .魏茨澤克和伯特揭示了恒星的能量來源於氫聚變為氦的核反應。這兩個發現導致了羅素理論的被拒絕，恒星演化科學理論的誕生。星系起源的研究起步較晚，壹般認為是在我們宇宙開始形成的後期由原星系演化而來。
1917年，a .阿爾伯特·愛因斯坦利用他新創立的廣義相對論，建立了宇宙的“靜態、有限、無界”模型，奠定了現代宇宙學的基礎。1922年，G. D. Friedman發現，根據阿爾伯特·愛因斯坦的場方程，宇宙不壹定是靜止的，如果後者對應於封閉的宇宙。1927年，g .勒邁特也提出了壹個膨脹的宇宙模型。1929年，哈勃發現星系的紅移與其距離成正比，建立了著名的哈勃定律。這壹發現是對宇宙膨脹模型的有力支持。20世紀中期，G. Gamov等人提出了壹個熱大爆炸宇宙模型，他們也根據這個模型預言了。應該可以觀察到，太空中仍然存在低溫背景輻射。1965年微波背景輻射的發現證實了伽莫夫的預言。從此很多人把大爆炸宇宙模型當成了標準宇宙模型。1980年，美國的Gus在熱大爆炸宇宙模型的基礎上進壹步提出了暴漲宇宙模型。這個模型可以解釋大多數觀察到的重要事實。
當代天文學的研究成果表明，宇宙是壹個具有層次結構、物質形態多樣、不斷運動發展的天體系統。
等級行星是最基本的天體系統。太陽系有九大行星:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。除了水星和金星，其他行星都有衛星圍繞，地球有衛星月亮。土星衛星最多，已確認17顆。行星小行星、彗星和流星體都圍繞著中央天體太陽旋轉。它構成了太陽系。太陽占太陽系總質量的99.86%，直徑約為654.38+0.4萬公裏。最大的行星木星直徑約654.38+0.4億公裏，太陽系大小約654.38+0.2億公裏。有證據表明太陽系外還有其他行星系統。2500億顆類似太陽的恒星和星際物質構成了壹個更大的天體系統——銀河系。銀河系直徑約654.38+百萬光年，太陽位於銀河系的壹個旋臂中，距離銀河系中心約3萬光年。銀河系之外還有很多類似的天體系統，稱為河外星系，通常簡稱星系。目前已觀測到約6543.8+億個星系。星系也聚集成大大小小的群體，稱為星系團。平均來說，大約有100個星系團。直徑數千萬光年。已經發現了成千上萬個星系團。包括銀河系在內的約40個星系組成的小星系團稱為本星系團。壹個更大更高級別的天體系統被稱為超星系團。超星系團通常呈扁平狀，其最大直徑可達數億光年。通常情況下，超星系團只包含幾個星系團，只有幾個超星系團才有幾十個星系團。
天體種類繁多，宇宙中的物質也是五花八門。在太陽系的天體中，水星和金星的表面溫度約為700K，遙遠的冥王星朝向太陽的最高溫度只有50k；金星表面覆蓋著濃密的二氧化碳大氣和硫酸雲，氣壓在50個大氣壓左右，而水星和火星表面大氣極其稀薄，水星的大氣壓甚至不到2×10-9毫巴。類地行星(水星、金星和火星)都有壹個固體表面，而類木行星是流體行星。土星的平均密度為0.70g/cm3，比水的密度小；木星、天王星和海王星的平均密度略大於水，而水星、金星和地球的密度是水的5倍以上；大多數行星正向旋轉，而金星反向旋轉。地球表面生機勃勃，而其他星球則是空曠荒涼的世界。
太陽是恒星世界中常見而典型的恒星。人們發現，壹些紅巨星的直徑是太陽的幾千倍，中子星的直徑只有太陽的十分之壹。超巨星的光度高達太陽的幾百萬倍，而白矮星的光度卻不到太陽的幾十萬倍。紅色超巨星的物質密度只有水的百萬分之壹，而白矮星和中子星的密度可以分別高達水的10萬倍和1000億倍。太陽的表面溫度約為600K，O星為30000K，紅外星的表面溫度只有600K左右，太陽的平均磁場強度為1×10-4特斯拉，壹些磁性白矮星的磁場通常為幾千或幾萬高斯(1高斯= 10-4特斯拉)，而脈沖星的磁場強度可高達有些恒星的光度基本不變。它們被稱為變星。有些變星有周期性的光度變化，從1小時到幾百天不等。壹些變星會出現突然的光度變化，其中新星和超新星的變化最為劇烈，它們的光度可以在幾天內增加數萬倍甚至上億倍。
恒星在空間上往往聚集成三五組的雙星或星團，可能占恒星總數的1/3。也有幾十、幾百甚至幾十萬顆恒星的星團。宇宙物質不僅以致密的形式形成恒星和行星，還以彌散的形式形成星際物質。星際物質包括星際氣體和塵埃，平均每立方厘米只有壹個原子，在高度密集的地方形成各種不同形狀的星雲。
星系按形狀可分為橢圓星系、螺旋星系、棒旋星系、透鏡星系和不規則星系。20世紀60年代發現了許多河外天體，它們正在經歷爆炸或拋出巨量物質，統稱為活動星系，包括各種射電星系、賽弗特星系、N型星系、馬卡利安星系、布特斯BL型天體和類星體。許多星系核都有大規模的活動:速度達到幾千千米。總能量輸出1055焦耳，大規模質量和粒子噴射，強烈的光變等等。宇宙中存在著各種極端的物理狀態:超高溫、超高壓、超高密度、超真空、超高磁場、超高速運動、超高速旋轉、超大尺度時空、超流性、超導性等等，為我們了解客觀物質世界提供了理想的實驗環境。
運動和發展宇宙中的天體處於永恒的運動和發展中，天體有各種形式的運動，如自轉、自身空間運動(即運動)、繞系統中心公轉、參與整個天體系統的運動等。月亮壹方面繞著地球轉，同時也跟著地球繞著太陽轉。太陽壹方面自轉，壹方面以20公裏/秒的速度向吳縣方向運動。同時，以250 km/s的速度繞銀河系中心壹周，大約需要2.2億年，銀河系也在旋轉，同時相對於鄰近星系也在運動。局部超星系團也可能在膨脹和旋轉。整個星系也在膨脹。
現代天文學揭示了天體的起源和演化。當代關於太陽系起源的理論認為，太陽系很可能是50億年前銀河系中的壹團塵埃氣體(原始太陽星雲)由於引力收縮而形成的(見《太陽系起源》)。恒星由星雲產生，其生命經歷了引力收縮階段、主序階段、紅巨星階段、晚期和垂死階段。星系的起源與宇宙的起源密切相關。流行的觀點是，大熱爆炸後40萬年，溫度降至4000K，宇宙從輻射主導期轉變為物質主導期。此時，由於密度波動引起的引力不穩定性或宇宙湍流的作用，原星系逐漸形成，進而演化為星系團和星系。大熱爆炸宇宙模型描述了我們宇宙的起源和演化歷史:我們的宇宙起源於200億年前的壹次大爆炸。當時溫度極高，密度極高。隨著宇宙的膨脹，它經歷了從熱到冷，從稠密到稀薄，從輻射導向期到物質導向期的演變過程。直到10 ~ 20億年前才進入星系大規模形成階段，然後逐漸形成了我們今天看到的宇宙。1980提出的暴漲宇宙模型是對熱大爆炸宇宙模型的補充。
宇宙概念的哲學分析壹些宇宙學家認為我們的宇宙是唯壹的宇宙；大爆炸不是在空間的任何壹點爆炸，而是整個宇宙本身的爆炸。但新提出的暴脹模型表明，我們的宇宙只是整個暴脹區域的極小壹部分，暴脹後的區域尺度大於1026 cm。那時候我們的宇宙只有10cm。也有可能這個暴漲的區域是壹個更大的物質系統的壹部分，這個物質系統開始於壹種無序和混亂的狀態。這種情況就像科學史上人類認識從太陽系宇宙擴展到星系宇宙再到大尺度宇宙壹樣。今天的科學正試圖在某種探索中把人類的認識進壹步推向“暴漲的宇宙”和“不規則的混沌宇宙”。我們的宇宙不是唯壹的宇宙，而是壹個更大的物質系統的壹部分。大爆炸不是整個宇宙本身的爆炸，而是那個更大的物質系統的壹部分的爆炸。所以要區分兩個不同層次的宇宙概念:哲學和自然科學。哲學宇宙的概念反映了壹個無限多樣化和不斷發展的物質世界。自然科學中的宇宙概念，涉及到某個時代人類觀測到的最大的天體系統。這兩個概念之間的關系是壹般和個別的。隨著自然科學中宇宙概念的發展，人們對無限宇宙的認識會逐漸加深和接近。弄清兩個概念的區別和聯系，對於堅持馬克思主義的宇宙無限論，反對宇宙有限論、神創論、機械論、不可知論、哲學替代論和取消論，具有積極的意義。
宇宙的創造壹些宇宙學家認為，對暴脹模型最徹底的改革可能是宇宙中所有的物質和能量都是從無到有產生的觀點。這個觀點之前不被人們接受是因為有很多守恒定律，尤其是重子數守恒和能量守恒。但隨著大統壹理論的發展，重子數可能不守恒，宇宙中的引力能量可以粗略地說是負的，精確地抵消了非引力能量。總能量為零，所以沒有已知的守恒定律阻止觀測到的宇宙從無到有的演化。這種“無中生有”的觀點在哲學上包括兩個方面:①本體論。認為“無”就是絕對的虛無是錯誤的。這不僅違背了人類已知的科學實踐，也違背了暴脹模型本身。根據這個模型，我們研究的觀測宇宙只是整個暴脹區的壹小部分。在觀測宇宙之外並不是絕對的“無”。現在觀察宇宙的物質是從假真空狀態釋放的能量轉化而來的。這種真空能量只是物質和能量的壹種特殊形式，並不是在絕對的“無”中產生的。如果進壹步說，這種真空能量起源於“無”，那麽整個觀測宇宙最終都起源於“無”。那麽這個“虛無”就只能是未知形式的物質和能量。②在認識論和方法論上，暴脹模型中涉及的宇宙概念是自然科學的概念。這個宇宙再大，作為壹個有限的物質系統，也有其產生、發展、消亡的歷史。暴脹模型將傳統的大爆炸宇宙學和大統壹理論結合起來，認為觀測到的宇宙中物質和能量的形式不是永恒的。我們應該研究它們的起源。它把“無”作為未知的物質和能量形式，“無”和“有”作為壹對邏輯範疇，討論了我們的宇宙是如何從“無”——物質和能量的未知形式，變成“有”——物質和能量的已知形式的，在認識論和方法論上有壹定的意義。
時空的起源有人認為時空不是永恒的，而是從壹種沒有時空的狀態中產生的。根據現有的物理理論，在小於10-43秒和10-33厘米的範圍內，沒有“時鐘”和“尺子”可以測量，因此時間和空間的概念是無效的。這是壹個沒有時間和空間的物理世界。已知時空形式有其適用邊界是完全正確的。正如歷史上牛頓的時空觀已經發展為相對論時空觀壹樣，今天，隨著科學實踐的發展，建立新的時空觀是必然的。因為大爆炸後10-43秒內廣義相對論失效，必須考慮引力的量子效應。因此，有人試圖通過時空的量子化來探索已知時空形式的起源。這些工作都是有益的，但絕不能因為人類時空觀念的發展或現有科技水平無法測量新的時空形式，就否定時空作為物質存在形式的客觀存在。
自20世紀60年代以來，人類存在與宇宙的關系因人擇原理的提出和討論而出現。根據人擇原理，可能存在許多物理參數和初始條件不同的宇宙，但只有具有特定物理參數和初始條件的宇宙才能進化為人類。所以只能看到壹個允許人類存在的宇宙。人擇原理用人類的存在來約束過去可能存在的初始條件和物理規律，減少它們的任意性，解釋壹些宇宙現象，在科學方法論上有壹定的意義。但是，有人提出，宇宙的出現依賴於作為觀察者的人類的存在。這種觀點值得商榷。現在根據暴脹模型，那些被傳統大爆炸模型作為初始條件的狀態，它可能來自宇宙非常早期的演化，宇宙的演化幾乎已經變得與初始條件的壹些細節無關。這使得上述利用初始條件的困難來否定宇宙客觀實在的觀點失去了基礎。但也有人認為，由於暴漲帶來的巨大距離尺度，不可能觀測到宇宙整體的結構。這種擔心有其道理，但如果暴漲模型是正確的，隨著科學實踐的發展，勢必會突破人類認知的難關。
宇宙
宇宙是我們的空間，“宇”字的本義是“上下”的意思
地球是我們的家園；
地球只是太陽系的第三顆行星；
而太陽系只定居在銀河系巨大旋臂的壹側；
在宇宙中所有的星系中，銀河系可能非常不起眼...
所有這些構成了我們的宇宙:
宇宙是所有天體的家園。
宇宙也是我們的時代，“周”的本義是“千古”。
因為我們的宇宙根本不存在，它也有壹個誕生和成長的過程。現代科學發現我們的宇宙形成於大約200億年前。在壹次壯觀的大爆炸中，我們的宇宙誕生了！這就是著名的大爆炸理論。
宇宙壹旦形成，就壹直在運動。科學家發現宇宙在膨脹，恒星之間的距離越來越大。
宇宙沒有開始，沒有結束，沒有邊界，沒有誕生和毀滅，只有階段的結束和開始。我們現在的宇宙形成於大約200億年前。在壹次壯觀的大爆炸中，宇宙的這個階段開始了！最新研究表明，大爆炸誕生於黑洞，黑洞將包括光子在內的所有物質都壓到了壹個點。這時候連電子、中子、質子等等都不存在了(什麽物質比電子還小？當代科技無法解釋，而此時發生了比核聚變更高級別的爆炸，波及至少幾十億光年，壹個新的宇宙時代誕生了。