宇宙零元
1. 宇宙零點力指的是什麼
物理中,零點能量(可簡稱零點能)是量子力學所描述的物理系統會有的最低能量,此時系統所處的態稱為基態;所有量子力學系統都有零點能量。這個辭匯起源於量子諧振子處在基態時,量子數為零的考量。
在量子場論中,這個辭匯和真空能量是等義詞,指的空無一物的空間仍有此一定能量存在,對一些系統可以造成擾動,並且導致一些量子電動力學會出現的現象,例如蘭姆位移與喀希米爾效應;它的效應可在奈米尺度的元件直接觀測的到。
在宇宙論中,真空能量被視為宇宙常數的來源,和造就了宇宙加速膨脹的暗能量相關。
因為零點能量是一系統可能持有的最低能量,因此此項能量是無法自系統移除。盡管如此,零點能量的概念以及自真空汲取「免費能量」的可能性引起了業餘發明者的注目——許多「永動機」或稱「免費能量裝置」等的提案都運用這項概念來解釋。這項熱潮以及相伴的趣味理論詮釋促成了大眾文化中「零點能量」概念的成長,常出現在科幻書刊、游戲、電影等處。
2. 有關宇宙的知識
宇宙是所有時間、空間與其包含的內容物所構成的統一體;它包含了行星、恆星、星系、星系際空間、次原子粒子以及所有的物質與能量,宇指空間,宙指時間。目前人類可觀測到的宇宙,其距離大約為93× 109光年,最大為27,160百萬秒差距;而整個宇宙的大小可能為無限大,但未有定論。
物理理論的發展與對宇宙的觀察,引領著人類進行宇宙構成與演化的推論。根據歷史記載,人類曾經提出宇宙學、天體演化學與科學模型,解釋人們對於宇宙的觀察。最早的理論為地心說,由古希臘哲學家與印度哲學家所提出。
數世紀以來,逐漸精確的天文觀察,引領尼古拉斯·哥白尼提出以太陽系為主的日心說,以及經約翰內斯·開普勒改良的橢圓軌道模型;最終艾薩克·牛頓的重力定律解釋了前述的理論。後來觀察方法逐漸改良,引領人類意識到太陽系位於數十億恆星所形成的星系,稱為銀河系;隨後更發現,銀河系只是眾多星系之一。
在最大尺度范圍上,人們假定星系的分布平均,且各星系在各個方向之間的距離皆相同,這代表著宇宙既沒有邊緣,也沒有所謂的中心。透過星系分布與譜線的觀察,產生了許多現代物理宇宙學的理論。20世紀前期,人們發現到星系具有系統性的紅移現象,表明宇宙正在膨脹;藉由宇宙微波背景輻射的觀察,表明宇宙具有起源。
最後,1990年代後期的觀察,發現宇宙的膨脹速率正在加快,顯示有可能存在一股未知的巨大能量促使宇宙加速膨脹,稱做暗能量。而宇宙的大多數質量則以一種未知的形式存在著,稱做暗物質。
(2)宇宙零元擴展閱讀
性質
宇宙的時空通常以歐幾里得的觀點解析,也就是三維空間加上時間維度的「四維空間」。時間與空間可結合成一個流形,稱作閔考斯基時空;物理學家以此簡化了大量的物理理論,並使用更統一的方式,描述包含超星系與次原子層次的宇宙運作機制。
時空的事件並非絕對限定於空間與時間上,而是觀測者的已知相對運動。閔考斯基空間非常接近宇宙的無重力狀態;廣義相對論的偽黎曼流形描述了物質與重力在內的時空。弦理論則假設宇宙存有額外的維度。
在4種基本相互作用中,重力於宇宙中星系與大尺度結構等大規模範圍中,具有主導地位。重力的影響可以累積;相對地,正電荷與負電荷的影響則會相互抵消,使得電磁作用於宇宙大尺度結構中的影響力變低。至於弱相互作用與強交互作用的影響力,則會隨著距離增加而大幅下降,因此它們主要作用於次原子尺度。
宇宙中有著物質比反物質多的現象,這種不對稱可以從CP破壞的觀察中得到。宇宙既沒有動量,也沒有角動量;假設宇宙有限,就會遵循公認的物理定律
3. 宇宙的起源
空間、物質和時間的本質是什麼?這是自古致今人們一直都在苦苦思索的問題。直到20世紀出現的基於觀測事實的宇宙起源理論大爆炸學說對此作了一個比較實際的概括。20世紀20年代後期,愛德溫·哈勃觀測到的星系紅移現象,20世紀60年代中期,阿爾諾·彭齊亞斯和羅伯特·威遜觀測到的宇宙微波背景輻射和2014年美國物理學家觀測到的宇宙原初引力波以及2019年相關科學組織觀測拍攝到的黑洞照片,這些發現都給這一理論給予了最直接的觀測依據。
宇宙大爆炸學說
大爆炸宇宙論是現代宇宙學中最有影響的一種學說。它的主要觀點認為宇宙曾有一段從熱到冷的演化史。在這個時期里,宇宙體系在不斷地膨脹,使物質密度從密到稀地演化,如同一次規模巨大的爆炸。大爆炸理論認為:宇宙是由一個緻密熾熱的奇點於約138億年前一次大爆炸後膨脹形成的。大爆炸理論的建立基於了物理定律的普適性和宇宙學原理這兩個基本假設以及科研工作者的實際觀測。
許多人不知道的是,與大爆炸理論已經成為常識相比,在該理論剛剛提出之後的很長一段時間,世界科學界對其的態度是「嗤之以鼻」的。這種奇怪的現象,是因為這個理論與《聖經》所言,宇宙是有一個起點的這一說法具有一致性,當時的科學界受進化論推翻「上帝創造論」的哲學思潮影響,盲目地反對傳統理論,不承認與《聖經》相似的這種說法,這一時期的西方科學界普遍堅持宇宙和物質是恆定不變、無始無終的。因此對於所有涉及說宇宙萬物都「有一個起點」的理論一概不予承認。包括像愛因斯坦這樣的大科學家也受其影響。愛因斯坦在總結引力場方程時發現這個Rμv-(1/2)Rgμv=kTμv的公式將推導出宇宙其實是一個有著從未停止的物質變化的動態宇宙,於是在該公式中又強加了一個「宇宙常數」,以維持靜態宇宙的計算結果。也就是說,最初的場方程其實是這樣的:∧gμv+Rμv-(1/2)Rgμv=kTμv,其中常數「∧」為宇宙常數。自從1922年美國天文學家埃德溫·哈勃開始觀測到「紅移現象」開始,有關「宇宙膨脹」的觀點開始形成。1929年,埃德溫·哈勃總結出了一個具有里程碑意義的發現,即:不管你往哪個方向看,遠處的星系正急速地遠離我們而去,而近處的星系正在向我們靠近。換言之,宇宙正在不斷膨脹。這意味著,在早先星體相互之間更加靠近,似乎某一時刻,它們剛好在同一地方,所以哈勃的發現暗示存在一個叫做大爆炸的時刻,當時宇宙處於一個密度無限的奇點。聽聞此事的愛因斯坦很快來到哈勃工作的威爾遜天文台,在哈勃的帶領下親自進行了紅移現象的觀測。訪問結束後,愛因斯坦公開承認了自己主觀意識影響科學結論的錯誤,並去掉了場方程中的宇宙常數,於是就有了我們所熟知的愛因斯坦場方程(Einstein Field Equation)。就此,哈勃的這一重大發現直接奠定了以大爆炸為中的現代宇宙學根基。
在二十世紀四十年代末,大爆炸宇宙論的鼻祖伽莫夫認為,我們的宇宙正沐浴在早期高溫宇宙的殘余輻射中,其溫度約為6K。正如一個火爐雖然不再有火了,還可以冒一點熱氣。1964年,美國貝爾電話公司年輕的工程師-彭齊亞斯和威爾遜在工作中發現的宇宙微波背景輻射使許多從事大爆炸宇宙論研究的科學家們獲得了極大的鼓舞。因為彭齊亞斯和威爾遜等人的觀測竟與伽莫夫的理論預言的溫度如此接近,正是對宇宙大爆炸論的一個非常有力的支持!這是繼1929年哈勃發現星系譜線紅移後的又一個重大的天文發現。宇宙微波背景輻射的發現,為觀測宇宙開辟了一個新領域,這一發現,使我們能夠獲得很多大爆炸早期的直接信息。
2014年3月17日美國物理學家宣布,首次發現了宇宙原初引力波存在的直接證據。原初引力波是愛因斯坦於1916年發表的廣義相對論中提出的,它是宇宙誕生之初產生的一種時空波動,隨著宇宙的演化而被削弱。科學家說,原初引力波如同創世紀大爆炸的「余響」,將可以幫助人們追溯到宇宙創生之初的一段極其短暫的急劇膨脹時期,即所謂「暴漲」。然而,廣義相對論提出近百年來,源於它的其他重要預言如光線的彎曲、水星的近日點運動以及引力紅移效應等都被一一證實,而引力波卻始終未被直接探測到,問題就在於其信號極其微弱,技術上很難測量。美國哈佛-史密森天體物理學中心等機構物理學家利用架設在南極的BICEP2望遠鏡,觀測宇宙大爆炸的「余燼」—微波背景輻時,計算到原初引力波作用到微波背景光子,會產生一種叫做B模式的特殊偏振模式,其他形式的擾動,都產生不了這種B模式偏振,因此B模式偏振成為原初引力波的「獨特印記」。觀測到B模式偏振即意味著引力波的存在。南極是地球上觀測微波背景輻射的最佳地點之一。研究人員在這里發現了比「預想中強烈得多」的B模式偏振信號,隨後經過3年多分析,排除了其他可能的來源,確認它就是原初引力波導致的。2016年年初,美國激光干涉引力波天文台(LIGO)和歐洲引力波天文台(VIRGO)的科學家聯合宣布,他們探測到了兩個約為30倍太陽質量的黑洞在13億年前的並合產生的引力波,這一發現給大爆炸理論予以了新的有力證據。
2019年4月事件視界望遠鏡組織(Event Horizon Telescope Collaboration)在美國、比利時、智利、中國、日本同步發布首張基於觀測事實的黑洞照片,這一照片給大爆炸理論又進一步增加了一個有利依據。
遺憾的是對於大爆炸的起點以及起點之前和大爆炸之後的最初階段,相關的觀測嚴重缺乏,最早期的宇宙物質以及能量的實際形式很大程度上仍只是猜測。
量項維物基
該學說是一個研究廣宇自然及之人文現象的理論學說,其主旨在於描繪廣宇自然的普遍規律。但該學說並沒有就大爆炸等及其它相關結論作具體的形容和敘述,而是就廣宇自然及之事物的過去、現時、未來以及相關組織、結構、成份、機理等給出了一個相關量的綜合性的表達式。
量項維物基的表達式[1]
該表達式對宇宙的起源描繪側重於廣宇自然及之事物的普遍成份與機理以及其等的可觀測性和被邏輯辨證性,側重於人們的認知和思維角度,其重點在於解析廣宇自然及之事物的可被觀測和邏輯辨證的現實。
表達式對廣宇自然的描繪為:因之存在而存在,因之存在而表現為之體系及之體系的構成物。並進行了一個概括,即:其具有關系系統鏈內外反應作用的變化關系。並切就此進一步進行了一個量化邏輯,即:其變化不獨立存在,不超越。同時,表達式將廣宇自然的體系構成物明確指向其空間、…原子粒子…、聲、熱、光、磁、電顯示的運動集團。並將之成因、內外關系及機理明確指向如大爆炸等各種現實所構成的集團單元,並明確開其等不同區域、不同階段,不同成份、不同量、不同運動、不同機理的特點。
該表達式勾畫了大爆炸學說關於大爆炸的起點以及起點之前和大爆炸之後的最初階段以及大爆炸的內外關系等未被大爆炸學說明確的部分,並給出了一個可實際觀測和邏輯辨證的框架。
遺憾的是尚未見主流科學界針對該學說和該學說與以知科學認知的具體關系給予的確切定論。
很明顯大爆炸學說觀測解析了廣宇自然的一些現壯,量項維物基則進一步展現開能被實際觀測和邏輯辨證的該些現壯的成因、成份、結構組織、機理等以及其與廣宇自然其它因素的基本關系等事實。依照大爆炸學說、量項維物基共同刻畫的能被實際觀測和邏輯辨證的事實顯示:宇宙是一個起源於自身結構組織,由其運動機理左右,具有多區域、廣袤范圍、漸變性、多重表現的可被思維認知的集聚體。 [1]
宇宙恆穩態理論
穩恆態宇宙學是幾位年輕的英國天體物理學家邦迪,戈爾德和福雷德·霍伊爾在1948年提出的。他們的觀點是:在相對論中時空是統一的,既然宇宙學原理認為所有的空間位置都是等價的,那麼所有的時刻也應該是等價的。也就是說,天體(物質)的大尺度分布不但在空間上是均勻的和各向同性的,而且在時間上也應該是不變的。也就是在任何時代,任何位置上觀察者看到的宇宙圖像在大尺度上都是一樣的,這一原理稱為"完全宇宙學原理"。
穩恆態宇宙學認為宇宙在時間和空間上都是無限的。它主張宇宙從未有過開始,或者更確切地說,宇宙乃是處於連續的創造過程之中。當宇宙膨脹之時,總密度減少,但會創造出更多的物質來使密度升高。因此當宇宙不斷地膨脹時,新的物質便連續地在星體中創造出來以填補空隙。
穩恆態宇宙學最大的特點是要求物質和能量不守恆,要求物質不滅定律不成立。為此,霍伊爾提出修改愛因斯坦場方程,他認為新產生的物質是由新產生的真空由高能級向低能級躍遷引起的真空相變產生的。穩恆態宇宙學出台後曾經引起過轟動,但這種原則性的大改動是不能輕易採取的,除非新理論取得了大的成就,並且與觀測事實符合得很好,但實際上穩恆態宇宙學與觀測符合的程度並不好。
膜宇宙學
宇宙為什麼爆發自一個密度無窮大的點,或者說奇點。但更沒有人知道是什麼觸發了這場爆發:已知的物理定律不能告訴我們在那一刻到底發生了什麼。加拿大滑鐵盧市圓周理論物理研究所的天體物理學家Niayesh Afshordi表示:「所有的物理學家都知道,龍可能是從奇點飛出來的。」同時科學家很難解釋如此激烈的大爆炸留下的宇宙何以擁有一個幾乎完全均勻的溫度,這是因為自從宇宙誕生以來似乎沒有足夠的時間達到溫度平衡。
對於大部分宇宙學家而言,有關一致性最合理的解釋是,在宇宙形成後不久,一些未知的能量形式使年輕的宇宙以超過光的速度膨脹。這樣便得到了我們所看到的溫度大致均勻的宇宙。但Afshordi強調:「宇宙大爆炸太過混亂,因此很難搞清是否真的存在這種膨脹現象。」。在arXiv預印本伺服器上發表的一篇論文中,Afshordi及其同事轉而將注意力投向了由包括德國慕尼黑路德維希·馬克西米利安大學的物理學家Gia Dvali在內的研究團隊於2000年提出的一種假設。在這個模型中,我們的三維宇宙是一張膜,漂浮在具有四個空間維度的「體宇宙」之上。Afshordi的研究小組認識到,如果體宇宙包含有其自身的四維恆星,那麼其中的一些恆星會塌縮,最終形成四維黑洞——這與我們的宇宙中大質量恆星的運作方式是類似的。這些四維恆星會像超新星一樣爆發,並猛烈噴射出其外層物質,而它們的內層則塌縮為一個黑洞。
在我們的宇宙中,一個黑洞被一個名為視界的球面聯系起來。鑒於普通的三維空間需要一個兩維的物體(一個表面)來創建一個黑洞內部的邊界,那麼在體宇宙中,四維黑洞的視界應該是一個三維物體—— 一種被稱為超球面的形狀。當Afshordi的研究小組模擬了四維恆星之死後,他們發現,噴射的物質能夠在三維視界周圍形成一個三維膜,並緩慢膨脹。研究人員假設,我們生活的三維宇宙可能就是這樣一個膜,而我們探測到的膜的生長被認為是宇宙的膨脹。Afshordi說:「天文學家觀測到這種膨脹,並倒推宇宙必然由一個大爆炸開始——但這只是海市蜃樓。」。這一模型同時自然而然地解釋了我們的宇宙的一致性。由於四維體宇宙可能在過去已經存在了無限長的時間,因此它有足夠的機會使不同區域的四維體宇宙達到一種平衡,而我們的三維宇宙則很可能繼承了這一點。
膜宇宙學是一個物理學上超弦理論和M理論的分支,專門研究宇宙膜,該理論認為宇宙其實是鑲在一些更高維度的膜上。該學科同時研究那些更高維度的膜是怎樣影響著我們的宇宙。
4. 宇宙間最初始的能量來在哪兒
宇宙間最初始的能量來源,見下圖:
無始無終無限 的 總宇宙中存在無限多-量子宇宙-模型圖1
圖中+-號代表不可分割的最小正負弦信息單位-弦比特(string bit)
(名物理學家約翰.惠勒John Wheeler曾有句名言:萬物源於比特 It from bit
量子信息研究興盛後,此概念升華為,萬物源於量子比特)
註:位元即比特
5. 求關於宇宙的起源假說!!!!!!
宇宙是廣漠空間和其中存在的各種天體以及彌漫物質的總稱。 宇宙是物質世界,它處於不斷的運動和發展中。《淮南子·原道訓》 註:「四方上下曰宇,古往今來曰宙,以喻天地。」即宇宙是天地萬物的總稱。千百年來,科學家們一直在探尋宇宙是什麼時候、如何形成的。直到今天,科學家們才確信,宇宙是由大約150億年前發生的一次大爆炸形成的。在爆炸發生之前,宇宙內的所存物質和能量都聚集到了一起,並濃縮成很小的體積,溫度極高,密度極大(稱為奇點),瞬間產生巨大壓力,之後發生了大爆炸,這次大爆炸的反應原理被物理學家們稱為量子物理(至今沒有被解決)。大爆炸使物質四散出去,宇宙空間不斷膨脹,溫度也相應下降,後來相繼出現在宇宙中的所有星系、恆星、行星乃至生命,都是在這種不斷膨脹冷卻的過程中逐漸形成的。
然而,大爆炸而產生宇宙的理論尚不能確切地解釋,「在所存物質和能量聚集在一點上」之前到底存在著什麼東西? 「大爆炸理論」是伽莫夫於1946年創建的。
關於宇宙是如何起源的?空間和時間的本質是什麼?這是從2000多年前的古代哲學家到現代天文學家一直都在苦苦思索的問題。經過了哥白尼、赫歇爾、哈勃的從太陽系、銀河系、河外星系的探索宇宙三部曲,宇宙學已經不再是幽深玄奧的抽象哲學思辨,而是建立在天文觀測和物理實驗基礎上的一門現代科學。
直到20世紀,出現了兩種「宇宙模型」比較有影響。一是穩態理論,一是大爆炸理論。20世紀20年代後期,愛德溫·哈勃發現了紅移現象,說明宇宙正在膨脹。20世紀60年代中期,阿爾諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜(Robert Wilson)發現了「宇宙微波背景輻射」。這兩個發現給大爆炸理論以有力的支持。現在,大爆炸理論廣泛地為人們所接受。
[編輯本段]大爆炸理論
現代宇宙系中最有影響的一種學說,又稱大爆炸宇宙學。與其他宇宙模型相比,它能說明較多的觀測事實。它的主要觀點是認為我們的宇宙曾有一段從熱到冷的演化歷程。在這個時期里,宇宙體系並不是靜止的,而是在不斷地膨脹,使物質密度從密到稀地演化。這一從熱到冷、從密到稀的過程如同一次規模巨大的爆發。根據大爆炸宇宙學的觀點,大爆炸的整個過程是:在宇宙的早期,溫度極高,在100億度以上。物質密度也相當大,整個宇宙體系達到平衡。宇宙間只有中子、質子、電子、光子和中微子等一些基本粒子形態的物質。但是因為整個體系在不斷膨脹,結果溫度很快下降。當溫度降到10億度左右時,中子開始失去自由存在的條件,它要麼發生衰變,要麼與質子結合成重氫、氦等元素;化學元素就是從這一時期開始形成的。溫度進一步下降到100萬度後,早期形成化學元素的過程結束(見元素合成理論)。宇宙間的物質主要是質子、電子、光子和一些比較輕的原子核。當溫度降到幾千度時,輻射減退,宇宙間主要是氣態物質,氣體逐漸凝聚成氣雲,再進一步形成各種各樣的恆星體系,成為我們今天看到的宇宙。大爆炸模型能統一地說明以下幾個觀測事實:
(1)大爆炸理論主張所有恆星都是在溫度下降後產生的,因而任何天體的年齡都應比自溫度下降至今天這一段時間為短,即應小於200億年。各種天體年齡的測量證明了這一點。
(2)觀測到河外天體有系統性的譜線紅移,而且紅移與距離大體成正比。如果用多普勒效應來解釋,那麼紅移就是宇宙膨脹的反映。
(3)在各種不同天體上,氦豐度相當大,而且大都是30%。用恆星核反應機制不足以說明為什麼有如此多的氦。而根據大爆炸理論,早期溫度很高,產生氦的效率也很高,則可以說明這一事實。
(4)根據宇宙膨脹速度以及氦豐度等,可以具體計算宇宙每一歷史時期的溫度。大爆炸理論的創始人之一伽莫夫曾預言,今天的宇宙已經很冷,只有絕對溫度幾度。1965年,果然在微波波段上探測到具有熱輻射譜的微波背景輻射,溫度約為3K。
大爆炸理論認為,宇宙起源於一個單獨的無維度的點,即一個在空間和時間上都無尺度但卻包含了宇宙全部物質的奇點。至少是在120~150億年以前,宇宙及空間本身由這個點爆炸形成。
目前學術界影響較大的「大爆炸宇宙論」是1927年由比利時數學家勒梅特提出的,他認為最初宇宙的物質集中在一個超原子的「宇宙蛋」里,在一次無與倫比的大爆炸中分裂成無數碎片,形成了今天的宇宙。1948年,俄裔美籍物理學家伽莫夫等人,又詳細勾畫出宇宙由一個緻密熾熱的奇點於150億年前一次大爆炸後,經一系列元素演化到最後形成星球、星系的整個膨脹演化過程的圖像。但是該理論存在許多使人迷惑之處。
宏觀宇宙是相對無限延伸的。「大爆炸宇宙論」關於宇宙當初僅僅是一個點,而它周圍卻是一片空白,即將人類至今還不能確定范圍也無法計算質量的宇宙壓縮在一個極小空間內的假設只是一種臆測。況且從能量與質量的正比關系考慮,一個小點無緣無故地突然爆炸成浩瀚宇宙的能量從何而來呢?
人類把地球繞太陽轉一圈確定為衡量時間的標准——年。但宇宙中所有天體的運動速度都是不同的,在宇宙范圍,時間沒有衡量標准。譬如地球上東西南北的方向概念在宇宙范圍就沒有任何意義。既然年的概念對宇宙而言並不存在,大爆炸宇宙論又如何用年的概念去推算宇宙的確切年齡呢?
1929年,美國天文學家哈勃提出了星系的紅移量與星系間的距離成正比的哈勃定律,並推導出星系都在互相遠離的宇宙膨脹說。哈勃定律只是說明了距離地球越遠的星系運動速度越快--星系紅移量與星系距離呈正比關系。但他沒能發現很重要的另一點--星系紅移量與星系質量也呈正比關系。
宇宙中星系間距離非常非常遙遠,光線傳播因空間物質的吸收、阻擋會逐漸減弱,那些運動速度越快的星系就是質量越大的星系。質量大,能量輻射就強,因此我們觀察到的紅移量極大的星系,當然是質量極大的星系。這就是被稱作「類星體」的遙遠星系因質量巨大而紅移量巨大的原因。另外那些質量小、能量輻射弱的星系(除極少數距銀河系很近的星系,如大、小麥哲倫星系外)則很難觀察到,於是我們現在看到的星系大多呈紅移。而銀河系內的恆星由於距地球近,大小恆星都能看到,所以恆星的紅移紫移數量大致相等。
導致星系紅移多紫移少的另一原因是:宇宙中的物質結構都是在一定范圍內圍繞一個中心按圓形軌跡運動的,不是像大爆炸宇宙論描述的從一個中心向四周作放射狀的直線運動。因此,從地球看到的紫移星系范圍很窄,數量極少,只能是與銀河系同一方向運動的,前方比銀河系小的星系;後方比銀河系大的星系。只有將來研製出更高分辨程度的天文觀測儀器才能看到更多的紫移星系。
宇宙中的物質分布出現不平衡時,局部物質結構會不斷發生膨脹和收縮變化,但宇宙整體結構相對平衡的狀態不會改變。僅憑從地球角度觀測到的部分(不是全部)可見星系與地球之間距離的遠近變化,不能說明宇宙整體是在膨脹或收縮。就像地球上的海洋受引力作用不斷此漲彼消的潮汐現象並不說明海水總量是在增加或減少一樣。
1994年,美國卡內基研究所的弗里德曼等人,用估計宇宙膨脹速率的辦法計算宇宙年齡時,得出一個80~120億年的年齡計算值。然而根據對恆星光譜的分析,宇宙中最古老的恆星年齡為140~160億年。恆星的年齡倒比宇宙的年齡大。
1964年,美國工程師彭齊亞斯和威爾遜探測到的微波背景輻射,是因為布滿宇宙空間的各種物質相互之間能量傳遞產生的效果。宇宙中的物質輻射是時刻存在的,3K或5K的溫度值也只是人類根據自己判斷設計的一種衡量標准。這種能量輻射現象只能說明宇宙中的物質由於引力作用,在大尺度空間整體分布的相對均勻性和星際空間里確實存在大量我們目前還觀測不到的「暗物質」。
至於大爆炸宇宙論中的氦豐度問題,氦元素原本就是宇宙中存在的僅次於氫元素的數量極豐富的原子結構,它在空間的百分比含量和其它元素的百分比含量同樣都屬於物質結構分布規律中很平常的物理現象。在宇宙大尺度范圍中,不僅氦元素的豐度相似,其餘的氫、氧……元素的豐度也都是相似的。而且,各種元素是隨不同的溫度、環境而不斷互相變換的,並不是始終保持一副面孔,所以微波背景輻射和氦豐度與宇宙的起源之間看不出有任何必然的聯系。
大爆炸宇宙論面臨的難題還有,如果宇宙無限膨脹下去,最後的結局如何呢?德國物理學家克勞修斯指出,能量從非均勻分布到均勻分布的那種變化過程,適用於宇宙間的一切能量形式和一切事件,在任何給定物體中有一個基於其總能量與溫度之比的物理量,他把這個物理量取名為「熵」,孤立系統中的「熵」永遠趨於增大。但在宇宙中總會有高「熵」和低「熵」的區域,不可能出現絕對均勻的狀態。所以,那種認為由於「熵」水平的不斷升高而達到最大值時,宇宙就會進入一片死寂的永恆狀態,最終「熱寂」而亡的結局,是把我們現在可觀測到的一部分宇宙范圍當作整個宇宙的誤識。
根據天文觀測資料和物理理論描述宇宙的具體形態,星系的形態特徵對研究宇宙結構至關重要,從星系的運動規律可以推斷整個宇宙的結構形態。而星系共有的圓形旋渦結構就是整個宇宙的縮影,那些橢圓、棒旋等不同的星系形態只是因為星系年齡和觀測角度不同而產生的視覺效果。
奇妙的螺旋形是自然界中最普遍、最基本的物質運動形式。這種螺旋現象對於認識宇宙形態有著重要的啟迪作用,大至旋渦星系,小至DNA分子,都是在這種螺旋線中產生。大自然並不認可筆直的形式,自然界所有物質的基本結構都是曲線運動方式的圓環形狀。從原子、分子到星球、星系直到星系團、超星系團無一例外,毋庸置疑,浩瀚的宇宙就是一個大旋渦。因此,確立一個「螺旋運動形態宇宙模型」,比那種作為所有物質總和的「宇宙」卻脫離曲線運動模式而獨辟蹊徑,以直線運動方式從一個中心向四面八方無限伸展的「大爆炸宇宙模型」,更能體現真實的宇宙結構形
還有一點,大爆炸是循環的,有科學家聲稱:宇宙現在的膨脹達到極點時將又發生一場大爆炸。如同黑洞的形成過程一樣,宇宙將變成一個高密度、小體積的球體。縮小到一定程度後,將再次發生大爆炸。根據能量守恆定律,宇宙的能量並沒有消亡。但是,卻沒有人能解釋,大爆炸每次循環時間、空間、分子結構等等,都是像上次一樣(幾百幾千億年以後,又有太陽系,又有地球,又有中國,又有你),還是重新排列(光憑空可以彎曲)
[編輯本段]穩態理論
宇宙起源的問題有點像這個古老的問題:是先有雞呢,還是先有蛋。換句話說,就是何物創生宇宙,又是何物創生該物呢?也許宇宙,或者創生它的東西已經存在了無限久的時間,並不需要被創生。直到不久之前,科學家們還一直試圖迴避這樣的問題,覺得它們與其說是屬於科學,不如說是屬於形而上學或宗教的問題,然而,人們在過去幾年發現,科學定律甚至在宇宙的開端也是成立的。在那種情形下,宇宙可以是自足的,並由科學定律所完全確定。
關於宇宙是否並如何啟始的爭論貫穿了整個記載的歷史。基本上存在兩個思想學派。許多早期的傳統,以及猶太教、基督教和伊斯蘭教認為宇宙是相當近的過去創生的。(十七世紀時鄔謝爾主教算出宇宙誕生的日期是公元前4004年,這個數目是由把在舊約聖經中人物的年齡加起來而得到的。)承認人類在文化和技術上的明顯進化,是近代出現的支持上述思想的一個事實。我們記得那種業績的首創者或者這種技術的發展者。可以如此這般地進行論證,即我們不可能存在了那許久;因為否則的話,我們應比目前更加先進才對。事實上,聖經的創世日期和上次冰河期結束相差不多,而這似乎正是現代人類首次出現的時候。
另一方面,還有諸如希臘哲學家亞里斯多德的一些人,他們不喜歡宇宙有個開端的思想。他們覺得這意味著神意的干涉。他們寧願相信宇宙已經存在了並將繼續存在無限久。某種不朽的東西比某種必須被創生的東西更加完美。他們對上述有關人類進步的詰難的回答是:周期性洪水或者其他自然災難重復地使人類回到起始狀態。
[編輯本段]兩種理論的比較
兩種學派都認為,宇宙在根本上隨時間不變。它要麼以現在形式創生,要麼以今天的樣子維持了無限久。這是一種自然的信念,由於人類生命——整個有記載的歷史是如此之短暫,宇宙在此期間從未顯著地改變過。在一個穩定不變的宇宙的框架中,它是否已經存在了無限久或者是在有限久的過去誕生的問題,實在是一種形而上學或宗教的問題:任何一種理論都對此作解釋。1781年哲學家伊曼努爾·康德寫了一部里程碑式的,也是非常模糊的著作《純粹理性批判》。他在這部著作中得出結論,存在同樣有效的論證分別用以支持宇宙有一個開端或者宇宙沒有開端的信仰。正如他的書名所提示的,他是簡單地基於推理得出結論,換句話說,就是根本不管宇宙的觀測。畢竟也是,在一個不變的宇宙中,有什麼可供觀測的呢?
然而在十九世紀,證據開始逐漸積累起來,它表明地球戲及宇宙拭其他部分事實上是隨時間而變化的。地學家們意識到岩石以及其中的化石的形成需要花費幾億甚至幾十億年的時間。這比創生論者計算的地球年齡長得太多了。由德國物理學家路德維希·玻爾茲曼提出的所謂熱力學第二定律還提供了進一步的證據,宇宙中的無序度的總量(它是由稱為熵的量所測量的)總是隨時間而增加,正如有關人類進步的論證,它暗示只能運行了有限的時間,否則的話,它現在應已退化到一種完全無序的狀態,在這種狀態下萬物都牌相同的溫度下。
穩恆宇宙思想所遭遇到的另外困難是,根據牛頓的引力定律,宇宙中的每一顆恆星必須相互吸引。如果是這樣的話,它們怎麼能維持相互間恆定距離,並且靜止地停在那裡呢?
牛頓曉得這個問題。在一封致當時一位主要哲學家裡查德·本特里的信中,他同意這樣的觀點,即有限的一群恆星不可能靜止不動,它們全部會落某個中心點。然而,他論斷道,一個無限的恆星集合不會落到一起,由於不存在任何可供它們落去的中心點。這種論證是人們在談論無限系統時會遭遇到的陷阱的一個例子。用不同的方法將從宇宙的其餘的無限數目的恆星作用到每顆恆星的力加起來,會對恆星是否維持恆常距離給出不同的答案。我們現在知道,其正確的步驟是考慮恆星的有限區域,然後加上在該區域之外大致均勻分布的更多恆星。恆星的有限區域會落到一起,而按照牛頓定律,在該區域外加上更多的恆星不能阻止其坍縮。這樣,一個恆星的無限集合不能處於靜止不動的狀態。如果它們在某一時刻不在作相對運動,它們之間的吸引力會引起它們開始朝相互方向落去。另一種情形是,它們可能正在相互離開,而引力使這種退行速度降低。
[編輯本段]新的懷疑
長期以來,「大爆炸」宇宙誕生理論一直被天文學界普遍認同,但近期哈勃太空望遠鏡拍攝的宇宙深處的照片卻讓科學家們對「大爆炸」理論打上了一個重重的問號。
「哈勃」太空望遠鏡本次拍攝到了一些宇宙深處的星體,這些星體大概形成於宇宙誕生後的5億年內(約130億年前)。然而,這些星體的數量卻遠遠少於科學家們原來的估計。
哈勃拍攝的照片
哈勃拍攝的這些照片可以說明以下二點:要麼大爆炸發生後恆星物質的形成並沒有科學家們原來設想的那麼積極,這並不符合現階段通行的理論;要麼當時的物理環境與現在的截然不同。
由安德魯·邦克博士領導的英國科學家小組在對哈勃拍攝的照片研究後得出了上述令人吃驚的結論。目前,安德魯-邦克博士要求美國宇航局繼續利用「哈勃」望遠鏡並對其進行升級來進行更深入的研究,以便於解開上述這些迷惑。
根據許多科學家數十年來一貫支持的大爆炸理論,我們的宇宙大約誕生於140億年前。按照該理論的解釋,宇宙形成於140億年前一個體積極小且密度極大的物質的爆炸,爆炸發生後噴發出物質微粒和能量,也正是從那時起才開始產生了時間和空間、質量和能量。在大爆炸發生前,既沒有物質,也沒有能量,當然也沒有生命。
近年來,大爆炸理論已經不止一次地遭受科學家們的種種懷疑。
[編輯本段]太陽系的形成
太陽系是由受太陽引力約束的天體組成的系統,它的最大范圍可延伸到約1光年以外。太陽系的主要成員有:太陽(恆星)、八大行星(包括地球)、無數小行星、眾多衛星(包括月亮),還有彗星、流星體以及大量塵埃物質和稀薄的氣態物質.在太陽系中,太陽的質量占太陽系總質量的99.8%,其它天體的總和不到太陽系的0.2%。太陽是太陽系的中心天體,它的引力控制著整個太陽系,使其它天體繞太陽公轉,太陽系中的八大行星(水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星)都在接近同一平面的近圓軌道上,朝同一方向繞太陽公轉(金星例外)。
輪回
.........歸一返無,返一歸無,有滅有起,方是輪回,返無歸一,歸無返一,有滅有起,方是輪回,歸一返無,返一歸無.........
6. 宇宙誕生之前是什麼樣子的
宇宙的起源可以追溯到多維宇宙的相互碰撞,問題是在宇宙誕生30萬年的時候光無法傳播(在這里就不細說了),我們無法看到,但是在這一期間微波背景輻射可以傳播,目前人類發射的衛星已經探測到了,在宇宙大爆炸形成時,宇宙被濃縮成極其微小的物質,密度無限大,雖然說構成宇宙的物質可能不超過30G,因為暗物質和暗能量相抵消,所以構成宇宙的靜物質可能非常少,構成你所看到的物質只佔到宇宙質量的5%,這點要清楚。宇宙起源網路
附圖:宇宙微波背景輻射
7. 宇宙到底從何而來
宇宙是廣袤空間和其中存在的各種天體以及彌漫物質的總稱。宇宙起源是一個極其復雜的問題。 宇宙是物質世界,它處於不斷的運動和發展中。千百年來,科學家們一直在探尋宇宙是什麼時候、如何形成的。直到今天,許多科學家認為,宇宙是由大約137億年前發生的一次大爆炸形成的。宇宙內的所存物質和能量都聚集到了一起,並濃縮成很小的體積,溫度極高,密度極大,瞬間產生巨大壓力,之後發生了大爆炸,這次大爆炸的反應原理被物理學家們稱為量子物理。大爆炸使物質四散出去,宇宙空間不斷膨脹,溫度也相應下降,後來相繼出現在宇宙中的所有星系、恆星、行星乃至生命。
8. 宇宙是怎麼形成的
很多西方人認為地球和天空是在6000年前是經超自然的創造形成的(至今很多人仍然堅信這一結 論,盡管這樣做了以後他們的智力看起來就和那些相信地球是平面的人一樣)。無論如何,現在大多數科學家都接受這樣一個事實,即太陽系是在46億年前由塵埃雲和氣體雲經過一個自然過程後形成的,而且也許在150 億年以前宇宙形成後這些雲就已經存在了。
在宇宙的開端,在時空誕生後的最初30萬年裡,宇宙是不透明的。隨著質子和電子互相結合成原子,輻射就可以自由的通過了,於是就形成了一個可觀測的宇宙。
但是如果我們回到大爆炸的時候並假設宇宙的所有物質和能量都集中在一個相當稠密的小球中,這個小球非常熱,它發生爆炸形成了宇宙,那麼這個小球是從哪來的呢?它是怎麼形成的呢?我們一定要假設在這一階段里有超自然創造嗎?
不一定,科學家們在1920年推出了一門叫量子力學的學科,它太復雜了以至於我們無法在這里解釋它。這是一個非常成功的理論,它恰當地解釋了其他理論無法解釋的現象,而且還可以預測新現象,所預測的新現象和實際上發生的完全相同。
1980年,一個美國物理學家阿蘭。古司開始用量子力學研究了有關大爆炸起源的問題。我們可以假想在大爆炸發生以前,宇宙是一個巨大的發光的海,裡面什麼都不存在。很明顯這種描述是不準確的,這些不存在包含著能量,所以它不是真空,因為按定義真空里應該什麼都沒有。前宇宙含有能量,但它的所有組成部分和真空的成分相似,所以它被叫做假真空。
在這個假真空里,一個微小的質點存在於有能量的地方,它是通過無規律變化的無目的的力量形成的。事實上,我們可以把這個發光的假真空想像成一個泡沫狀的泡泡團,它可以在這兒或在那兒產生一小片存在物,就像海浪產生的泡沫一樣。這些存在物中有的很快就消失了,回歸到假真空;而有的正相反變得很大或者經過大爆炸形成像宇宙那樣的物體。我們就住在這樣一個成功存在下來的泡泡里。
但是這個模型有很多問題,科學家們一直在彌補和解決它們。如果他們解決了這個問題,我們會不會有一個更好的觀點來解釋宇宙從何而來呢?
當然,如果古司理論的一部分是正確的,我們可以簡單地往回走一步問假真空的能量最初是從哪來的。這個我們說不出來,但這並不能幫助我們證實超自然物質的存在,因為我們還可以再往回走一步問超自然物質是從哪來。
這個問題的答案令人震驚,即「它不來自任何地方,它總是這樣存在的」。
9. 宇宙值多少錢
宇宙的總價值是0元,因為宇宙是一個正物質和反物質的共存的10維空間,混合在一起就什麼都沒有了,宇宙原本就是一個點,點是沒有價值的。