元宇宙产生背景
A. 宇宙是怎样形成的在什么时候形成的
宇宙的起源
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。 宇宙是物质世界,它处于不断的运动和发展中。
《淮南子.原道训》注:“四方上下曰宇,古往今来曰宙,以喻天地。”即宇宙是天地万物的总称。
千百年来,科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。直到今天,科学家们才确信,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,宇宙内的所存物质和能量都聚集到了一起,并浓缩成很小的体积,温度极高,密度极大,之后发生了大爆炸。
大爆炸使物质四散出击,宇宙空间不断膨胀,温度也相应下降,后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命,都是在这种不断膨胀冷却的过程中逐渐形成的。
然而,大爆炸而产生宇宙的理论尚不能确切地解释,“在所存物质和能量聚集在一点上”之前到底存在着什么东西?
“大爆炸理论”是伽莫夫于1946年创建的。它是现代宇宙系中最有影响的一种学说,又称大爆炸宇宙学。与其他宇宙模型相比,它能说明较多的观测事实。它的主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里,宇宙体系并不是静止的,而是在不断地膨胀,使物质密度从密到稀地演化。这一从热到冷、从密到稀的过程如同一次规模巨大的爆发。
根据大爆炸宇宙学的观点,大爆炸的整个过程是:在宇宙的早期,温度极高,在100亿度以上。物质密度也相当大,整个宇宙体系达到平衡。宇宙间只有中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。但是因为整个体系在不断膨胀,结果温度很快下降。当温度降到10亿度左右时,中子开始失去自由存在的条件,它要么发生衰变,要么与质子结合成重氢、氦等元素;化学元素就是从这一时期开始形成的。温度进一步下降到100万度后,早期形成化学元素的过程结束。
宇宙间的物质主要是质子、电子、光子和一些比较轻的原子核。当温度降到几千度时,辐射减退,宇宙间主要是气态物质,气体逐渐凝聚成气云,再进一步形成各种各样的恒星体系,成为我们今天看到的宇宙。
大爆炸宇宙学
大爆炸宇宙学是现代宇宙学中最有影响的一种学说,与其它宇宙模型相比,它能说明较多的观测事实。它的主要观点是认为我们的宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里,宇宙体系并不是静止的,而是在不断地膨胀,使物质密度从密到稀地演化。这一从冷到热,从密到稀的过程如同一次规模很大的爆发。
根据大爆炸宇宙学的观点,大爆炸的整个过程是:在宇宙的早期,温度极高,在100亿度以上。物质密度也相当大,整个宇宙体系达到平衡。宇宙间只有中子、质子、电子、光子和中微子等一些基本粒子形态的物质。但是因为整个体系在不断膨胀,结果温度很快下降。当温度降到10亿度左右时,中子开始失去自由存在的条件,它要么发生衰变,要么与质子结合成重氢、氦等元素;化学元素就是从这一时期开始形成的。
温度进一步下降到100万度后,早期形成化学元素的过程结束。宇宙间的物质主要是质子、电子、光子和一些比较轻的原子核。当温度降到几千度时,辐射减退,宇宙间主要是气态物质,气体逐渐凝聚成气云,再进一步形成各种各样的恒星体系,成为我们今天看到的宇宙。
大爆炸模型能统一说明以下几个观测事实:
1、大爆炸理论主张所有恒星都是在温度下降后产生的,因而任何天体的年龄都应比自温度至今天这一段时间为短,即应小于200亿年。各种天体年龄的测量证明了这一点。
2、观测到河外天体有系统性的谱线红移,而且红移与距离大体成正比。如果用多普勒效应来解释,那么红移就是宇宙膨胀的反映。
3、在各种不同天体上,氦丰度相当大,而且大都是30%。用恒星核反应机制不足以说明为什么又如此多的氦。而根据大爆炸理论,早期温度很高,产生氦的效率也很高,则可以说明这一事实。
4、根据宇宙膨胀速度以及氦丰度等,可以具体计算宇宙每一历史时期的温度。大爆炸理论的创始人之一伽莫夫曾预言今天的宇宙已经很冷,只有绝对温度几度。1965年,果然在微波波段上探测到具有热辐射谱的微波背景辐射,温度大约为3K。这一结果无论在定性上或者定量上都与大爆炸理论的预言相符。但是,在星系的起源和各向同性分布等方面,大爆炸宇宙学还存在一些未解决的困难问题。
宇宙自然选择学说简介
为什么宇宙会是我们观测到的这副样子?为什么它具有目前已测知的那些基本常数值?80年代初,在宇宙创生大爆炸框架下发展了目前最流行的暴胀宇宙模型:宇宙在大爆炸后不到1秒的时间里膨胀了大约10-30倍,大约和橘子一般大小,然后开始以较稳定的膨胀速率,直到现在,大约150亿年,成为目前的样子。在这个过程中,物质“疙瘩”逐步形成了星系、恒星以及生命。这个模型暴胀期的长短是个关键。若稍短,物质为充分散开,原生宇宙就有重新坍缩为起点;若稍长,原生宇宙的物质则过于分散,形不成星系和恒星,自然也就不会出现生命和人类。因此出现了暴胀为何如此精确的问题,按照现行的物理学基本定律,大爆炸产生的宇宙其“自然尺寸”应该只有亚原子大小,即普克郎长度10 ^-35量级,而这样的宇宙是短命的。前苏联科学家林德提出“自我增殖的宇宙”概念——“最有可能的是,我们正在研究的宇宙是由早期的若干宇宙所形成的。”1987年霍金进一步提出了“婴儿宇宙”模型,两个大宇宙通过一个细“管子”连接起来,这个细管子称为“虫洞”,大宇宙为母宇宙,可能存在着从母宇宙分岔出去的另一端是自由的虫洞,这样的管子成为子宇宙、婴儿宇宙。就是说除了我们生存的宇宙之外还可能存在着众多的由虫洞连接起来的其他宇宙。1992年,萨莫林在前人基础上提出了宇宙自然选择学说。母宇宙是空间闭合的,犹如一个黑洞,该黑洞在生存了一段时间后坍缩为一个奇点,奇点又会反弹爆炸膨胀为新的下一代宇宙。这个学说的要点是,子宇宙中的物理常数较之母宇宙的物理常数会有小的、或强或弱的随机变异,新生的婴儿宇宙在再次坍缩成奇点前能膨胀到几倍普克郎长度大小,随机变异的物理常数有可能允许小小的暴胀,子宇宙可变的较大,当它足够大时,可分隔为两个或更多的不同区域,每个区域又坍缩为一个新的奇点,新奇点又触发下一代的子宇宙,如此时代相传,有的小宇宙重又坍缩,有的具有某些基本常数值的宇宙能更有效的产生许多黑洞,从而较具有其他某些基本常数值的宇宙留下更多的后代,借用生物进化论的术语,它们是被“自然选择”下来的,经“选择”作用,产生越来越多的黑洞,也就形成了更多的宇宙。如果宇宙确是由以前的宇宙世代经过这种“自然选择”而产生的话,那么应该预期我们生存在其中的宇宙会具有所观测到的样子并正好具有目前测知的基本常数值。这个学说的另一要点是关于恒星的存在。在许多情况下,恒星是黑洞的前身。在气体和尘埃云中,恒星仍在形成。在碳尘埃微粒表面进行着的化学反应使气体冷却并促使气云坍缩。但碳尘埃粒子是从那里来的呢?斯莫林指出碳元素是由核聚变反应产生的这一情况只有在质子的质量稍大于中子的质量时才会发生,如果两者质量之差比氦核的结合能大的多,则质子和中子不可能粘在一起形成氦核,没有氦,聚变反应链在第一阶段便终止了,根本形不成更重的元素,从而使恒星将少得多,自然也不会有多少黑洞,因此在任何一个宇宙中,若其中质子与中子的质量相差较大,将只能产生很少的宇宙,也就没有什么“选择”的余地了。
B. 宇宙是怎么产生的
好象 是一个质量很大的点 爆炸来得
在他爆炸前连时间都没有
具理论分析,最后宇宙又会收缩成一个点。
那个点又会是下一个宇宙的开始
所以结束的地方就是开始的地方。
你知道黑洞的话就可以想通为啥最后宇宙会收缩成一个点
但那时离我们还很远,却又是不可改变的。
C. “元宇宙”概念大火,会诞生一批怎样的岗位
“元宇宙”概念大火,会诞生一批怎样的岗位?
时代发展一直是一个火热的问题,人类社会离不开科技进步。从一开始人类学会使用工具到现在人们的科技发展到达一定的高度。这些科技的进步都保障着人们的生活同时便利着人们的生活方式。在前几年还是一个新鲜词的AI,AR等等近几年已经走进人们的视野中。虚拟现实技术的普及让人们知道科技带来的是另一种生活方式。
前一段时间,元宇宙出现在人们视野中,这是一种全新的概念。简单来说就是通过现在社会的各种科技在另一个虚拟时空创造出一个虚拟环境。人们可以在这些虚拟环境中扮演一个角色,在这种环境中人们可以有着类似于现实社会的文明,科技。甚至还有可能会出现一些现实社会无法出现的事物。这一概念的出现一时间爆火。这些都得益于科技的进步,与此同时这个概念的提出就意味着在未来,会有一批新的岗位出现服务于元宇宙。那么让我们一起来看一看都有哪些岗位吧。
D. 宇宙的诞生及历史
大约150亿年前,我们的宇宙还是一个质量非常大但体积非常小的点。突然这个点爆炸了,中子、质子、电子产生了。这时的温度高达100亿度以上。随着宇宙的迅速膨胀,其温度也逐渐降低,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。
这就是目前有关宇宙历史最可能的一种解释。这一理论就是现代宇宙学中最有影响的大爆炸学说。4月23日,美国加利福尼亚大学天文物理学家乔治·斯穆特在美国物理学会会议上宣布,他领导的科学小组发现了宇宙诞生初期的物质云团,有力地支持了大爆炸学说。他们的这一发现最近引起世界科学界的极大关注,被认为是继爱因斯坦之后最杰出的理论物理学家斯蒂芬·霍金4月24日发表声明说:“这是本世纪最重要的发现”。
斯穆特的科学小组是利用美国1989年11月发射的宇宙背景探测卫星发现这一物质云团的。斯穆特认为该云团是宇宙大爆炸30万年后的产物。这个巨大的云团是目前发现的最大的宇宙结构,其最大跨度约100亿光年,为现有宇宙尺寸的三分之二,其最小跨度也有5亿光年。在此之前科学家发现的最大宇宙结构为长达2亿光年的“宇宙长城”。
早在60年代,科学家就已探测到宇宙空间中均匀分布着的宇宙背景辐射,其温度为零下270摄氏度。大爆炸学说认为,这种辐射是宇宙大爆炸后的“余烬”。从这些“余烬”中,科学家可以推测大爆炸初期的情景。
宇宙背景探测卫星进入地球轨道后,对天空进行了3亿次测量。研究人员利用计算机对这些观测数据进行分析后发现,在遥远天际的宇宙背景辐射中存在着一个三千万分之一度的微小温度波动,如同在“余烬”中闪动着的微弱“火光”,这表明在遥远天际存在着密度非常小的物质云团。
目前,大爆炸学说可以解释较多的观测现象。天文学家观测到远处的天体总是远离地球而去,这证明宇宙仍在膨胀;各种天体的年龄都小于200亿年,这也符合该学说有关大爆炸后才形成各种天体的推论。另外,大爆炸理论还成功地预言了宇宙背景辐射的存在。大爆炸学说预言在大爆炸之后、星系形成之前宇宙的结构应当是云团。不过,在此之前科学家缺乏从大爆炸到星系形成这一阶段的观测事实,这一巨大云团的发现证实了大爆炸学说的预言,通过对它的观测,科学家可以进一步推测宇宙初期的情景。
另外,这一巨大云团的发现还证实了科学家的另一项预言,即宇宙质量的百分之九十存在于“暗物质”中。以往天文学家观测到的宇宙总质量远比理论上计算出的宇宙总质量要小得多。这些“消失”了的物质被称为“暗物质”。“暗物质”的多少直接影响着宇宙的未来,如果宇宙总质量小于某一数值,那么它将象现在这样一直膨胀下去;如果其总质量大于这一数值,那么天体之间的引力将使宇宙停止膨胀,并在这一巨大引力作用下开始收缩,形成宇宙“大坍塌”,直至大爆炸前的状态。
目前,科学家正进一步利用这颗宇宙背景探测卫星探测云团是如何形成原始星系的。英国科学家表示将于明年利用地面射电望远镜对这个云团进行观测,进一步揭示宇宙的奥秘。分别于1990年4月和1991年4月进入太空的“哈勃”天文望远镜和伽马射线探测器也将有助于人们进一步认识宇宙。“哈勃”望远镜可以“窥测到”140亿光年远的地方,也就是能“窥测到”140亿年前宇宙大爆炸初期的情景;而伽马射线探测器则通过对伽马射线的探测揭开“暗物质”之谜,从而揭示宇宙未来的命运。
E. 元宇宙概念对传统文化的影响
元宇宙概念对传统文化的影响是以一个“虚实相融”的新型社会形态,促进传统文化传承。
在元宇宙的大背景下,捅破了“实体世界”与“虚拟世界”的这层窗户纸,是传统文化和现代人的矛盾碰撞以及传统与现代碰撞后又有相似之处的一种产物。传统文化的传承文化传承,不是单单地学历史、或者是听讲座、讲科普,更多的是在各种“虚实相融”知识储备量的形式下去传承传统文化。
元宇宙概念形成:
元宇宙(Metaverse)概念的形成,最早来源于1992 年美国科幻小说《雪崩》。而早在 1990 年, 钱学森先生就在书信中将虚拟现实(Virtual Reality)技术,译为更符合中国传统文化语境的“灵境”,旨在说明这一技术能够扩展人脑的知觉, 使人进入前所未有新天地的重大意义,这一思考足以称之为我国对于元宇宙思考的启蒙雏形。
从概念上来看,元宇宙并非指单纯的产品或技术,而是将虚拟现实技术、区块链技术、数字孪生技 术等多种新兴技术整合而产生的新型互联网应用和社会形态。
F. 宇宙是怎样诞生的
宇宙是由大约137亿年前发生的一次大爆炸形成的。宇宙内的所存物质和能量都聚集到了一起,并浓缩成很小的体积,温度极高,密度极大,瞬间产生巨大压力,之后发生了大爆炸,这次大爆炸的反应原理被物理学家们称为量子物理。大爆炸使物质四散出去,宇宙空间不断膨胀,温度也相应下降,后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。
研究经历
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辨,而是建立在天文观测和物理实验基础上的一门现代科学。
直到20世纪,出现了两种“宇宙模型”比较有影响。一是稳态理论,一是大爆炸理论。20世纪20年代后期,爱德温·哈勃发现了红移现象,说明宇宙正在膨胀。20世纪60年代中期,阿尔诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊(Robert
Wilson)发现了“宇宙微波背景辐射”。这两个发现给大爆炸理论以有力的支持。
膜宇宙学
标准的宇宙大爆炸模型显示,宇宙爆发自一个密度无穷大的奇点。但是不了解是什么触发了这场爆发:已知的物理定律不能适用。
同时科学家很难解释如此激烈的大爆炸留下的宇宙何以拥有一个几乎完全均匀的温度,这是因为自从宇宙诞生以来似乎没有足够的时间达到温度平衡。
对于大部分宇宙学家而言,有关一致性最合理的解释是,在宇宙形成后不久,一些未知的能量形式使年轻的宇宙以超过光的速度膨胀。在这个模型中,三维宇宙是一张膜,漂浮在具有四个空间维度的“体宇宙”之上。
如果体宇宙包含有其自身的四维恒星,那么其中的一些恒星会塌缩,最终形成四维黑洞。这些四维恒星会像超新星一样爆发,而它们的内层则塌缩为一个黑洞。
在宇宙中,一个黑洞被一个名为视界的球面联系起来。鉴于普通的三维空间需要一个两维的物体(一个表面)来创建一个黑洞内部的边界,那么在体宇宙中,四维黑洞的视界应该是一个三维物体——
一种被称为超球面的形状。三维宇宙可能就是这样一个膜,而膜的生长被认为是宇宙的膨胀。
由于四维体宇宙可能在过去已经存在了无限长的时间,因此它有足够的机会使不同区域的四维体宇宙达到一种平衡,膜宇宙学是一个物理学上超弦理论和M理论的分支,专门研究宇宙膜,该理论认为宇宙其实是镶在一些更高维度的膜上。该学科同时研究那些更高维度的膜是怎样影响着我们的宇宙。
G. 元宇宙起源是什么
元宇宙最常见的概念来自科幻小说。在小说中,元宇宙通常被描绘成一种数字“嵌入式”互联网--现实的一种表现,但它是基于虚拟(通常是主题公园般的)世界,就像电影《头号玩家》和《黑客帝国》中描绘的那样。这些体验可能只是元宇宙的一个面,而且这一概念受到限制,就像上世纪80年代的科幻电影《电子世界争霸战》(Tron)把互联网描绘成“信息高速公路”一样。正如在1982年很难想象2020年的互联网会是什么样子--更难与那些当时甚至从未“登录”过它的人交流--我们真的不知道如何描述元宇宙。但是,我们可以确定核心属性。
人们玩游戏,就进入了游戏里所虚构的世界,但如果这个世界不能和其他世界互相流通,人们不能用一个类似“one-pass”的统一身份进入各个虚拟世界,进行社交、消费、交易的话,那单个虚拟世界或整个集合就不算 Metaverse。因为人们在其间,无法以统一的经济系统进行交易。简单来说,Metaverse 就像是为人们所共有的,更具沉浸感、参与感的互联网,是下一个阶段的互联网。
Oasis VR CEO 尹桑强调,Metaverse 并不是一款游戏,完全把现实生活中有生产力的社交活动和组织完全搬到虚拟世界才是真正的 Metaverse。Roblox CEO Dave Baszucki 给出了他心中对于 Metaverse 的几个特点定义:身份、朋友、沉浸感、低延迟、多元化、随时随地、经济系统和文明。
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