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宇宙生成论元与素

发布时间: 2022-06-27 08:19:34

⑴ 组成宇宙的物质来自哪里!元素是如何产生的!

宇宙最开始,没有物质只有能量,大爆炸后物质由能量转换而来(质能转换E=mcc),当代粒子物理学告诉我们,在足够高的温度下(称为“阈温”),物质粒子可以由光子的碰撞产生出来.
下面是宇宙进化的详细过程:
】宇宙诞生第1/10000秒(时标),温度达几十万亿开,大于强子和轻子的阈温,光子碰撞产生正反强子和正反轻子,同时其中也有湮灭成光子.在达到平衡状态时,粒子总数大致于光子总数相等,未经湮灭的强子破碎为“夸克”,此时夸克处于没有任何相护作用的“渐进自由状态”.宇宙中的粒子品种有:正反夸克,正反电子,正反中微子.最后,有十亿分之一的正粒子存留下来;
】时标0.01秒温度1000亿开,小于强子阈温大于轻子阈温.光子产生强子的反应已经停止,强子不再破碎为夸克,质子中子各占一半,但由于正反质子正反中子不断湮灭,强子数量减少.中子与质子不断相护转化,到1.09秒时,温度100亿开,质子:中子=76:24;
】时标13.82秒,温度小于30亿开,物质被创造的任务完成.中子衰变现象出现,衰变成质子加电子加反中微子.这时质子:中子=83:17;
】时标3分46秒,温度9亿开,反粒子全部湮灭,光子:物质粒子=10亿:1,中子不在衰变,质子:中子=87:13(一直到现在);这时出现了一个非常重要的演化:由2个质子和2个中子生成1个氦原子核,中子因受核力约束而保存下来.宇宙进入核合成时代.(如果没有氦核产生,中子将全部衰变,也没有以后其它的原子核)
】时标30万—70万年,温度4000—3000开,能量和物质处于热平衡状态.开始出现稳定的氢氦原子核,宇宙进入复合时代.在后期宇宙逐步转变为以物质为主的时代.(光子随着温度的降低而可以自由穿行,即今天的3开宇宙背景辐射!)
】时标4亿—5亿年,温度100开.物质粒子开始凝聚,引力逐渐增大,度过“黑暗时代”后,第一批恒星星系形成.
】随着第一批恒星的形成,原子在恒星的内部发生了核聚变反应,进而出现了氦,炭、氧、镁,铁等元素原子核.核聚变是指由质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下 (如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式.
(值得注意的是,不同质量的恒星能引发的核聚变程度不同,太阳主要为氢—氦聚变,重一点的会引发炭—氧—镁聚变,再重的会引发下一轮聚变.总的顺序简略依次为:氢—氦—炭—氧—镁—硅—铁.但无论恒星多重,最终的聚变结果只能是铁,恒星内部不能产生比铁更重的原子核!)
凡是元素周期表上有的(除人造元素外),都是在恒星大炼炉里形成的,铁以后的原子核,只能在超爆中产生.

⑵ 宇宙是怎么形成的

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。

虽然整个宇宙的大小尚不清楚,但可以测量可观测宇宙的大小,估计其直径为930亿光年。在各种多重宇宙论中,一个宇宙是一个尺度更大的多重宇宙的组成部分之一,各个宇宙本身都包括其所有的空间和时间及其物质。

(2)宇宙生成论元与素扩展阅读:

宇宙的组成

宇宙几乎完全由暗能量、暗物质和普通物质组成。其他包括电磁辐射(估计占宇宙总能量的0.005%或接近0.01%)和反物质。在宇宙的历史中,所有类型的物质和能量的比例都发生了变化。在过去20亿年中,宇宙中产生的电磁辐射总量减少了1/2。

当前包括原子、行星、恒星、星系和生命在内的普通物质仅占宇宙质能总量的4.9%。当前这类物质的总体密度非常低,大约为4.5×10-31g/cm³,相当于每4立方米体积中只有一个质子的密度。暗能量和暗物质的性质是未知的。暗物质是一种尚未被确认的神秘物质形式,占宇宙总量的26.8%。暗能量是来自虚无空间的能量,它导致宇宙的膨胀加速,占宇宙总量的68.3%。


⑶ 构成宇宙的四个基本元素是什么

四元素说是古希腊关于世界的物质组成的学说。这四种元素是土、气、水、火。这种观点在相当长的一段时间内影响着人类科学的发展。

水元素:西方第一位哲学家泰勒斯(约公元前625-547)认为宇宙万物都是由水这种基本元素构成的。 气元素:泰勒斯的学生阿那克西曼德(约公元前610-546)认为基本元素不可能是水,而是某种不明确的无限物质。阿那克西曼德的学生阿那克西美尼(约公元前585-525)进一步解析到基本元素是气,气稀释成了火,浓缩则成了风,风浓缩成了云,云浓缩成了水,水浓缩成了石头,然后由这一切构成了万物。 火元素:赫拉克利特(约公元前535-475)认为万物由火而生,所以永远处于变化之中。 土元素及四元素说的形成:恩培多克勒(约公元前490-430),综合了前人的看法,再添加“土”,遂有水、气、火、土四元素。 四元素形象化(象数派):柏拉图(公元前427-347)将四元素形象化,用几何观点看待,认为组成四元素的原子形状分别是体现其性质的一种正多面体:火原子是最为锐利的正四面体,气原子是几乎让人感觉不到的正八面体,水是像小球一样滑溜的正二十面体,土是能够堆砌起来的立方体。正多面体共有5种,还剩下一种正十二面体没有元素可与之对应,柏拉图说它是神用来排列天空的星座的。 四元素说的发展:柏拉图的学生亚里斯多德(公元前384-322)认为组成天体的元素与地球不同,是纯粹的“以太”,是第五元素,对应于正十二面体。亚里斯多德在他老师四元素几何化的基础上,将四元素说发展成为一种体系:土最重,组成了地球的核心;水较轻,覆盖在地球的表面;气、火更轻,笼罩着地球或向上飘扬;以太最轻,位于天上,绕着地球运行。这个思想体系有效的支撑了地心说。
历史起源
大约自西元前六世纪起的希腊,开始出现了对于事物构成来源的讨论与说法。 四元素说
首先,希腊第一位哲人泰利斯Thales由推论及观察中,提出了水是构成宇宙的原质。他认为,水可以变成硬如石头的固体,也可以变成看不到、摸不到,却无所不在的气体,因此它的变化包含了所有物质的存在状态(固体、液体、气体三态);而且许多生物都生活在水中,而所有的生物没有水都无法生活,所以,所有的物质或许就是有水产生的。但泰利斯认为他的结论并非就是真理,并告诉学生:“这是我的看法,我的想法,你们要努力改进我的教导。” 米利都派哲学家阿那克西曼德Anaxiruander则认为万物都出于一种简单的原始物质,但是那并不是泰勒斯所提出的水,或者是我们所知道的任何其他的实质。它是无限的、永恒的而且无尽的,而且它包围著一切世界——因为他认为我们的世界只是许多世界中的一个。元质可以转化为我们所熟悉的各式各样的实质,它们又都可以互相转化。关于这一点,他作出了一种重要的、极可注意的论述:万物所由之而生的东西,万物消灭后复归于它,这是命辽规定的,因为万物按照时间的秩序,为它们彼此间的不正义而互相偿补。而这个论点,即衍生出来五芒星顶端的灵魂元素;在炼金术中也指出,万物的原始来自于prime matter(天地之心)。原始物质之下,他承袭了巴比伦人和埃及人把水、空气和土看成是世界的主要组成元素的论点,再加上第四元素火,形成了四元素说法的前身。四大元素由这种原始物质形成之后,就以土、水、气、火的次序分为四层。火使水蒸发,产生陆地,水气上升把火围在云雾的圆管里。人们眼中看见象是天体的东西,就是这些管子的洞眼,使我们能从洞眼中望见里面的火。 后来,另一个米利都派哲学家,也是泰利斯教育出的一位勇于批评的学生——阿纳西米尼Anaximenes认为空气是构成宇宙的原质。他的论证是,空气从嘴里呼出来是热的,而在压力下喷出来时则感到是冷的。同样,通过凝聚的过程,气先是变成水,然后变成土。这些元素之间的差异只是量变的结果,元素只是凝聚或稀薄到不同程度的空气。 诗人兼哲学家赫拉克利特Heraclitus对阿那克西曼德和阿那克西米尼的唯物主义的倾向,表示轻蔑。在他看来,乙太火才是基本元素或实在,这是一种灵魂材料,一切都用它造成,也都要回到它那里去。在这个世界中,对立面——如睡与醒,死与生,不断的交替就构成了这个永不熄灭的火的永不停止的节奏。万物都在有秩序地运动,一切都处在流动——xavTaoEi的状态中。 也有人提出了土为构成宇宙的原质,但其来源资料似乎已不可考。 著名的希腊大数学家兼哲人毕达哥拉斯Pythagoras,和他的学派放弃了单一元素的观念,提出了最初的四元素说。他们以为物质是由土、水、气、火四者组成,而这四者又由冷、热、湿、燥四种基本物性两两组合而成,例如水是冷与湿的组合,火是热与燥的组合。毕达哥拉斯并认为,宇宙中所有的事物都尊循著一个规则,而数字的规律正是这个规则中心。这个说法后来变形成了数字学。 恩贝多克斯Empedocles将前人们的说法加以整理以后,提出了更为明确的四元素看法。他延续了毕达哥拉斯的四元素说法,并认为这四种元素在整个宇宙中,受到两个对立的神力的影响,以各种不同的比例结合起来;所谓两个对立的神力,一是相引力,一是相斥力,即「爱」和「恨」的作用而使得元素相互混合和分离。 而四元素的说法,则是经过亚里士多德的发扬光大,才得以有系统的确立。他反对德莫克利特的原子论(即物质是由一不可分割的最小粒子所组成),而大力提倡四元素说。认为一切物质都由土;水;空气和火而组成。它们被视为具有乾;湿;冷和暖等特徵的结合体。乾和冷产生土,而水的成份是湿和冷。亚里士多德认为,光是暖和湿的混合物;而暖和乾形成火!若按照四元素的理论看来,一棵破土而出的植物,是石头(土)和水同太阳光中的火的一种结合。树木被砍伐并晒干后,便失去水元素,这样就能燃烧了。而在燃烧后变成了石头(也即灰)和火。这样的解说比德莫克利特那不可见的原子假想来得易于理解。于是接下来的几个世纪,四元素说几成原始实体的定论。 在中世纪,四元素说曾经作为了炼金术的理论依据。炼金术士们认为只要改变物质中这四种原始性质的比例,即可使普通金属变为黄金。 相较於东方的五行学说,四元素说也是西方神秘学理论的基础。 四元素说承认了世界的物质性,是其进步的一面。但是却使化学的发展长期受到了阻碍。直到罗伯特.波义耳才否定了四元素说的错误,使得化学得以迅速发展。后来又经三百多年的发展,直到20世纪初近代物理学的发展,才让我们逐步看清物质的真实面目。

争议一
四元素学说渗透进了西方传统学术的各个方面,影响最为深远的,是西方医学之父希波克拉底(约公元前460~370)据此提出的四体液学说。它认为人体有四种体液分别与四种元素相对应:由肝制造的血液(气),肺制造的黏液(水),胆囊制造的黄胆汁(火)和脾制造的黑胆汁(土)。人之所以会生病,是由于四种体液失去了平衡所致,治病就是要让体液恢复平衡,因此衍生出了放血、发汗、催吐、排泄等疗法。西方传统医学用整体的观念看待人体和疾病,主要用草药入药,认为不同的草药有不同的冷-热、干-湿属性,可以借助它们让体液恢复平衡。处方往往同时用很多味草药,讲究不同草药之间的相互搭配。这些观念和做法都与中国传统医学很相似。 第一个认真地质疑四元素学说的学者是英国化学家波义耳(公元1627~1691)。他在1661年发表《怀疑派的化学家》,对古代元素学说进行了批判,认为它们都不是真正的元素。他提出,元素应该是指既不能由其他物质生成,也不能相互转换,无法再分解的某种原始、简单的东西。他并提出,元素的种类有很多,什么东西能被算是元素,要用实验来确定。对古代元素学说的否定,可以视为化学创建的一个标志。四体液学说的寿命还要长一些,直到19世纪还有很多医生相信,随着现代医学的兴起才遭到了彻底的否定。现在西方学界实际上已无人还相信四元素学说,但是在民间还有人信奉,例如星相术仍然把它当成理论依据之一。 四元素说其实并不是很离谱,可以把它看做四种物质形态的象征:土、水、气、火分别对应着固态、液体、气态、等离子态。但是那毕竟只是古人对世界本源的一个充满臆想的朴素看法,不管其体系是多么的博大精深,在现代科学兴起后,在西方就被无情地抛弃。现代实证科学也有很多弊病,因为实证科学需要对宇宙规律实现全部枚举的时候才能是完美正确的,但人类的实践远远不足!几百年所形成的实证科学观已经对地球形成了深刻的伤害,同时形成的人类新价值观对世界乃至人类本身的资源掠夺已经触目惊心。世界的和谐已经被人类的新型无知所摧毁!朴素的元素观尽管粗陋,但天人合一的思想依然是值得遵循的。人从属于这个宇宙,而不是背天换地成为宇宙的主宰,这才是人类保存之道! 争议二 近年来国内有不少人倡导把中国传统文化中的某些内容(例如卜卦、风水、中医)树立为“东方科学”,以与被称为“西方科学”的现代科学相对抗。“东方科学”的主要特色,就是建立在阴阳五行的基础上的。“东方科学”在国际上没能获得承认的原因,据说是由于西方人理解不了阴阳五行。其实在西方历史上,也曾经流行过类似阴阳五行的学说,统治西方思想界达两千年之久,那就是源自古希腊哲学的四元素学说。这个思想体系非常精致、巧妙而庞杂,其“博大精深”的程度丝毫不比阴阳五行说逊色。 这个思想可以一直追溯到西方第一位哲学家泰勒斯(约公元前625~547),他是第一个尝试完全用自然因素解释自然现象的人,并提出了这么一个大问题:物质归根结底是由什么构成的?他猜测宇宙万物都是由同一种基本元素构成的,那就是水。 其他古希腊哲学家都跟着思考这个问题,但是分别给出自己的答案,连师生都会为此互相吵架,真正是“吾爱吾师,吾更爱真理”。例如泰勒斯的学生阿那克西曼德(约公元前610~546)认为基本元素不可能是水,而是某种不明确的无限物质。阿那克西曼德的学生阿那克西美尼(约公元前585~525)则认为基本元素是气,气稀释成了火,浓缩则成了风,风浓缩成了云,云浓缩成了水,水浓缩成了石头,然后由这一切构成了万物。那位留下了“人不能两次走进同一条河流”这一名言的赫拉克利特(约公元前535~475)认为万物由火而生,所以永远处于变化之中。
争议三
恩培多克勒(约公元前490~430)对此来个兼容并包,综合了前人的这些看法,再添加“土”,就有了水、气、火、土四元素。特别看重几何学的柏拉图(公元前427~347)把四元素几何化,认为组成它们的原子形状分别是体现其性质的一种正多面体:火原子是最为锐利的正四面体,气原子是几乎让人感觉不到的正八面体,水是像小球一样滑溜的正二十面体,土是能够堆砌起来的立方体。 正多面体共有5种,还剩下一种正十二面体没有元素可与之对应,柏拉图说它是神用来排列天空的星座的。柏拉图的学生亚里士多德(公元前384~322)认为组成天体的元素与地球不同,是纯粹的“以太”。多了这一第五元素,各种元素倒是可以和各种正多面体一一对应了。不过亚里士多德不像他的老师那样痴迷几何学,对这种做法并不感兴趣。 亚里士多德把四元素学说发展成了一个能自圆其说的体系,看上去很迷人。例如,这个学说能解释为何宇宙以地球为中心,井然有序:土最重,组成了地球的核心;水较轻,覆盖在地球的表面;气、火更轻,笼罩着地球或向上飘扬;以太最轻,位于天上,绕着地球运行。 亚里士多德认为,四种两两互相对立的原始性质才是世界万物的本原:冷-热、干-湿。不同的元素是由这些性质按不同比例组合而成的。火是热加干,气是湿加热,水是冷加湿,土是干加冷。因此元素之间是可以相互转化的。例如,把水加热,水中的冷被热取代,水就变成了气。
社会影响
四元素学说对西方传统学术影响极其深远,以西方传统医学为甚。西方传统医学与中医类似,用整体的观念看待人体和疾病。在病症看视方面,由西方医学之父希波克拉底(约公元前460-370)提出的四体液学说认为人体有四种体液分别与四种元素相对应:由肝制造的血液(气),肺制造的粘液(水),胆囊制造的黄胆汁(火)和脾制造的黑胆汁(土)。人之所以会生病,是由于四种体液失去了平衡所致,治病就是要让体液恢复平衡,因此衍生出了放血、发汗、催吐、排泄等疗法。其中处方配制方法与中医相似,主要用草药入药,认为不同的草药有不同的冷-热、干-湿属性,可以借助它们让体液恢复平衡,处方往往同时用很多味草药,讲究不同草药之间的相互搭配。 随着时代的进步和科学的昌明,人们开始认真地质疑四元素学说。英国化学家波义耳(1627-1691)在1661年发表《怀疑派的化学家》,对古代元素学说进行了批判,认为它们都不是真正的元素。他提出,元素应该是指既不能由其他物质生成,也不能相互转换,无法再分解的某种原始、简单的东西。他并提出,元素的种类有很多,什么东西能被算是元素,要用实验来确定。 对古代元素学说的否定,被视为近现代化学创建的一个标志。但四元素说仍被星相术当成理论依据之一,在现代科学观中仍有将四种物质形态的象征:土、水、气、火分别对应着固态、液体、气态、等离子态的看法。

⑷ 宇宙中的基本元素如何形成

你是否知道,我们身体肌肉里的碳,骨骼中的钙,血液里的铁,DNA中的磷……以及周边的一切都是来自太空的独特元素。要想了解这些元素,必须知道元素是如何形成的。

今天,学界普遍认同的观点是,我们的宇宙源于138亿年前的大爆炸(Big Bang)。元素的形成是恒星演化(Evolution of stars)的结果。大爆炸学说的框架是由美籍俄裔物理学家伽莫夫(George Gamow)在上世纪40年代提出的,英国天文学家霍伊尔(Fred Hoyle)提出了恒星演化的理论。

一、宇宙中轻元素(氢、氦)的形成

如果大爆炸理论正确,那么大爆炸后空间迅速膨胀,物质密度和温度都迅速下降。当宇宙温度降到10MeV以下(大约几百亿度),质子和中子开始在空间中大量地产生。所谓氢原子核,其实就是质子。从这个意义上讲,宇宙在这个时候已经形成了最轻的原子。随着硅被耗尽,恒星的核能失去了来源,因为铁镍核不能自发聚变成更重的元素。顷刻间,恒星核心坍缩为一颗中子星,外壳(恒星的大部分质量集中于此)将会以爆破的姿态进入太空,这就是令人恐怖的超新星爆发(supernova explosion)。如果我们把这颗恒星切开,看起来就像一个洋葱。其核心是铁和镍,但不是固体金属的形式,而是气体,并处于极高的密度和温度水平。包围在铁镍核外的是硅和硫的壳层,往外是氧、氖和镁的壳层。再往外依次是氧、碳、氦和氢的壳层。虽然此时大部分的氢已经被吹到了太空中,但在壳层之间,低温的核聚变反应仍然在继续。这颗恒星“洋葱”充满了核能。

三、科学给我们讲的故事

被星风吹到太空中,在行星状星云里,以及通过超新星爆发,元素以这些方式进入星际空间。小部分重元素,比如铜、锌、金、银、铂、铀等在超新星爆发后或者在中子星的灾难性碰撞中被创造出来。

开头提到的我们的身体,包含了许多的重元素,比如,碳、氧、氮、钠、钙、磷、镁和铁等。所有这些元素在宇宙诞生至今的138亿年中、在恒星的内部被“制造”出来。它们只占宇宙原子总质量的约1%,但却影响重大。

这便是科学给我们讲的元素形成的美妙故事。我们周围的一切,包括人类自身,都是遥远的恒星核聚变形成的。我们与恒星紧密相连,并与宇宙同在。

⑸ 周敦颐的宇宙生成论是如何形成的

周敦颐所说的由无极而为太极,实际上是老子有生于无的翻版。他认为宇宙就是由无极中生出太极而形成的。由太极运动生阳,运动到了极点,转而为静,由静而生出阴;静到极点,又转为动。这样的一动一静,动根于静,静根于动。由此分出阴阳,于是天地就形成了。由阳变阴合,从而产生水、火、木、金、土五行,由五行之气的顺序流布,从而推动春、夏、秋、冬四季的运动。五行就是阴阳,阴阳就是太极,而太极又本于无极。这就是周敦颐的宇宙生成论。

⑹ 宇宙中元素的起源

伽莫夫等人建立这一理论的最初目的,是为了说明宇宙中元素的起源的。因此他们将宇宙膨胀和元素形成联系起来,提出了元素的大爆炸形成理论。按照这一理论,宇宙大爆炸初期生成的氦丰度为30%,而由恒星内部核合成的氦丰度只有3%-5%。其余的氦丰度只能来自宇宙大爆炸时的核合成,从而证实了热大爆炸宇宙学的理论预言。

热大爆炸宇宙学认为,宇宙膨胀是按“绝热”的方式进行的,宇宙是从热到冷演变的。在宇宙早期,辐射和物质的密度都很高,光子经过很短的路程就会被物质吸收或散射,然后物质再发射出光子,辐射和物质频繁地相互作用。宇宙对辐射是不透明的,达到热平衡状态,辐射符合黑体辐射的规律。当宇宙温度下降到大约3000K时,质子与电子结合成为氢原子,物质对辐射的连续吸收大大减少,物质跟辐射几乎不再相互作用了,宇宙对辐射变得透明,光子可以在空间自由地穿行。宇宙的热辐射主要是可见光和红外线。时至今日,由于宇宙膨胀带来的红移,使温度为3000K的宇宙辐射的最大强度移到微波波段,称为宇宙微波背景辐射。阿尔弗等人计算出与微波背景辐射相对应的温度为5K左右。1965年,美国科学家彭齐亚斯和威尔逊在7.35厘米波长上接收到了各方向的来自宇宙的微波噪声,噪声的信号强度等效于温度为3.5K的黑体辐射。微波背景辐射的发现,有力地支持了热爆炸宇宙模型。因此,大爆炸宇宙学得到大多数科学家的认同。

2、宇宙物质能从虚无中产生吗

1948年后期,英国科学家邦迪·戈尔德和霍伊尔建立了一种标型,这一模型建立在完全宇宙学原理之上,即除了宇宙是均匀的、各向同性的假设之外,还增加了宇宙不随时间变化的假设。在这种宇宙模型中,宇宙是无限的,没有开端也没有终结,而且一直保持同样的状态。无论在什么地方和什么时候观测者看到的宇宙总是相同的。这种宇宙模型中,宇宙起源的问题是不存在的。面对宇宙膨胀的事实,怎样能使宇宙的状态不变呢?邦迪等人认为,宇宙中不断产生新的物质,其产生率和因宇宙膨胀造成的密度减小度相等,从而使宇宙物质密度保持恒定,不随时间变化。这种模型叫做稳恒态宇宙模型。

⑺ 宇宙是怎么形成的

直到现在,很多西方人还认为地球和天空是在6000年前是经超自然的创造形成的(至今很多人仍然坚信这一结
论,尽管这样做了以后他们的智力看起来就和那些相信地球是平面的人一样)。无论如何,现在大多数科学家都接
受这样一个事实,即太阳系是在46亿年前由尘埃云和气体云经过一个自然过程后形成的,而且也许在150 亿年以前
宇宙形成后这些云就已经存在了。

在宇宙的开端,在时空诞生后的最初30万年里,宇宙是不透明的。随着质子和电子互相结合成原子,辐射就可
以自由的通过了,于是就形成了一个可观测的宇宙。

但是如果我们回到大爆炸的时候并假设宇宙的所有物质和能量都集中在一个相当稠密的小球中,这个小球非常
热,它发生爆炸形成了宇宙,那么这个小球是从哪来的呢?它是怎么形成的呢?我们一定要假设在这一阶段里有超
自然创造吗?

不一定,科学家们在1920年推出了一门叫量子力学的学科,它太复杂了以至于我们无法在这里解释它。这是一
个非常成功的理论,它恰当地解释了其他理论无法解释的现象,而且还可以预测新现象,所预测的新现象和实际上
发生的完全相同。

1980年,一个美国物理学家阿兰。古司开始用量子力学研究了有关大爆炸起源的问题。我们可以假想在大爆炸
发生以前,宇宙是一个巨大的发光的海,里面什么都不存在。很明显这种描述是不准确的,这些不存在包含着能量,
所以它不是真空,因为按定义真空里应该什么都没有。前宇宙含有能量,但它的所有组成部分和真空的成分相似,
所以它被叫做假真空。

在这个假真空里,一个微小的质点存在于有能量的地方,它是通过无规律变化的无目的的力量形成的。事实上,
我们可以把这个发光的假真空想象成一个泡沫状的泡泡团,它可以在这儿或在那儿产生一小片存在物,就像海浪产
生的泡沫一样。这些存在物中有的很快就消失了,回归到假真空;而有的正相反变得很大或者经过大爆炸形成像宇
宙那样的物体。我们就住在这样一个成功存在下来的泡泡里。

但是这个模型有很多问题,科学家们一直在弥补和解决它们。如果他们解决了这个问题,我们会不会有一个更
好的观点来解释宇宙从何而来呢?

当然,如果古司理论的一部分是正确的,我们可以简单地往回走一步问假真空的能量最初是从哪来的。这个我
们说不出来,但这并不能帮助我们证实超自然物质的存在,因为我们还可以再往回走一步问超自然物质是从哪来。

这个问题的答案令人震惊,即“它不来自任何地方,它总是这样存在的”。这是很难想象的,也许我们得说假
真空中的能量也是从来都这样存在的。

⑻ 宇宙是怎么形成的 宇宙的起源与演化过程解密

从“奇点”始,大约在膨胀进行到10^-37秒时,产生了一种相变使宇宙发生暴涨,在此期间宇宙的膨胀是呈指数增长的.当暴涨结束后,构成宇宙的物质包括夸克-胶子等离子体,以及其他所有基本粒子.此时的宇宙仍然非常炽热,以至于粒子都在做着相对论性的高速随机运动,而粒子-反粒子对在此期间也通过碰撞不断地创生和湮灭,从而宇宙中粒子和反粒子的数量是相等的(宇宙中的总重子数为零).直到其后的某个时刻,一种未知的违反重子数守恒的反应过程出现,它使夸克和轻子的数量略微超过了反夸克和反轻子的数量——超出范围大约在三千万分之一的量级上,这一过程被称作重子数产生.这一机制导致了当今宇宙中物质相对于反物质的主导地位.
随着宇宙的膨胀和温度进一步的降低,粒子所具有的能量也普遍逐渐下降.当能量降低到1太电子伏特(10^12eV)时产生了对称破缺,这一相变使基本粒子和基本相互作用形成了当今我们看到的样子.宇宙诞生的10^-11秒之后,大爆炸模型中猜测的成分就进一步减少了,因为此时的粒子能量已经降低到了高能物理实验所能企及的范围.10^-6秒之后,夸克和胶子结合形成了诸如质子和中子的重子族,由于夸克的数量要略高于反夸克,重子的数量也要略高于反重子.此时宇宙的温度已经降低到不足以产生新的质子-反质子对(类似地,也不能产生新的中子-反中子对),从而即刻导致了粒子和反粒子之间的质量湮灭,这使得原有的质子和中子仅有十亿分之一的数量保留下来,而对应的所有反粒子则全部湮灭.大约在1秒之后,电子和正电子之间也发生了类似的过程.经过这一系列的湮灭,剩余的质子、中子和电子的速度降低到相对论性以下,而此时的宇宙能量密度的主要贡献来自湮灭产生的大量光子(少部分来自中微子).
在大爆炸发生的几分钟后,宇宙的温度降低到大约十亿开尔文的量级,密度降低到大约空气密度的水平.少数质子和所有中子结合,组成氘和氦的原子核,这个过程叫做太初核合成.而大多数质子没有与中子结合,形成了氢的原子核.随着宇宙的冷却,宇宙能量密度的主要来自静止质量产生的引力的贡献,并超过原先光子以辐射形式的能量密度.在大约37.9万年之后,电子和原子核结合成为原子(主要是氢原子),而物质通过脱耦发出辐射并在宇宙空间中相对自由的传播,这个辐射的残迹就形成了今天的宇宙微波背景辐射.
虽然宇宙在大尺度上物质几乎均一分布,但仍存在某些密度稍大的区域,因而在此后相当长的一段时间内这些区域内的物质通过引力作用吸引附近的物质,从而变得密度更大,并形成了气体云、恒星、星系等其他在今天的天文学上可观测的结构.这一过程的具体细节取决于宇宙中物质的形式和数量,其中形式可能有三种:冷暗物质、热暗物质和重子物质.来自WMAP的目前最佳观测结果表明,宇宙中占主导地位的物质形式是冷暗物质,而其他两种物质形式在宇宙中所占比例不超过18%.另一方面,对Ia型超新星和宇宙微波背景辐射的独立观测表明,当今的宇宙被一种被称作暗能量的未知能量形式主导着,暗能量被认为渗透到空间中的每一个角落.观测显示,当今宇宙的总能量密度中有72%的部分是以暗能量这一形式存在的.根据推测,在宇宙非常年轻时暗能量就已经存在,但此时的宇宙尺度很小而物质间彼此距离很近,因而在那时引力的效果显著从而减缓了宇宙的膨胀.但经过了几十上百亿年的膨胀,不断增长的暗能量开始让宇宙膨胀缓慢加速.表述暗能量的最简洁方法是在爱因斯坦引力场方程中添加所谓宇宙常数项,但这仍然无法回答暗能量的构成、形成机制等问题,以及与此伴随的一些更基础问题:例如关于它状态方程的细节,以及它与粒子物理学中标准模型的内在联系,这些未解决的问题仍然有待理论和实验观测的进一步研究.
所有在暴涨时期以后的宇宙演化,都可以用宇宙学中的ΛCDM模型来非常精确地描述,这一模型来自广义相对论和量子力学各自独立的框架.如前所述,目前还没有广泛支持的模型能够描述大爆炸后大约10^-15秒之内的宇宙,一般认为需要一个统合广义相对论和量子力学的量子引力理论来突破这一难题.如何才能理解这一极早期宇宙的物理图景是当今物理学的最大未解决问题之一.
宇宙最开始,没有物质只有能量,大爆炸后物质由能量转换而来(质能转换E=mcc),当代粒子物理学告诉我们,在足够高的温度下(称为“阈温”),物质粒子可以由光子的碰撞产生出来.下面是宇宙物质进化的详细过程:
宇宙诞生第1/10000秒(时标),温度达几十万亿开,大于强子和轻子的阈温,光子碰撞产生正反强子和正反轻子,同时其中也有湮灭成光子.在达到平衡状态时,粒子总数大致于光子总数相等,未经湮灭的强子破碎为“夸克”,此时夸克处于没有任何相护作用的“渐进自由状态”.宇宙中的粒子品种有:正反夸克,正反电子,正反中微子.最后,有十亿分之一的正粒子存留下来 .
时标0.01秒温度1000亿开,小于强子阈温大于轻子阈温.光子产生强子的反应已经停止,强子不再破碎为夸克,质子中子各占一半,但由于正反质子正反中子不断湮灭,强子数量减少.中子与质子不断相护转化,到1.09秒时,温度100亿开,质子:中子=76:24 .
时标13.82秒,温度小于30亿开,物质被创造的任务完成.中子衰变现象出现,衰变成质子加电子加反中微子.这时质子:中子=83:17 .
时标3分46秒,温度9亿开,反粒子全部湮灭,光子:物质粒子=10亿:1,中子不在衰变,质子:中子=87:13(一直到现在);这时出现了一个非常重要的演化:由2个质子和2个中子生成1个氦原子核,中子因受核力约束而保存下来.宇宙进入核合成时代.(如果没有氦核产生,中子将全部衰变,也没有以后其它的原子核).
时标30万—70万年,温度4000—3000开,能量和物质处于热平衡状态.开始出现稳定的氢氦原子核,宇宙进入复合时代.在后期宇宙逐步转变为以物质为主的时代.(光子随着温度的降低而可以自由穿行,即今天的3开宇宙背景辐射!).
时标4亿—5亿年,温度100开.物质粒子开始凝聚,引力逐渐增大,度过“黑暗时代”后,第一批恒星星系形成.
随着第一批恒星的形成,原子在恒星的内部发生了核聚变反应,进而出现了氦,炭、氧、镁,铁等元素原子核.核聚变是指由质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下(如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式.

⑼ 1.《周易》 宇宙生成论 中有哪些合理的因素

你的问题其实比较深刻,可以看出你是个喜欢古典哲学的朋友。。回答起来内容比较多了。中国哲学中最深刻的本体论观念,源于《易经》中的阴阳理念。 《易经》历代的传注者均认为,阴与阳,黑暗与光明并不是两种物质。黑暗乃是光明的 缺失而不是异于光明的另一物质。所以阴阳理论不是二(或多)元论,而是一元论。朱熹说,不是同时有阴阳两种不同物,而是 说阴去则阳生,阳去则阴生。同一个本体,生化出两种现象:阴和阳。这是一元论,而且是 符合易经哲理的一元论。阴阳统一于"太素","太极"。太素就是极小、无限小,而太极就是本原。所以"太素生太极,太极生两仪"(阴/阳)。
古人认为,宇宙是光明与黑暗,即阴与阳两种范畴交替运动和循环的产物,这就是所谓"一阴一阳之为道"。 在中国学术中,最早"阴"与"阳"是作为一对天象、天文和历法中的范畴。在《易传》和老子哲学中,发展成宇宙本体论的范畴。这两个范畴都不具有物质实体的涵义,而是抽象的哲学理念。 阳,就是显现,是实在。阴,则是非显现,是潜在的东西。潜在的东西生化为实在的东西,实存的东西内化为潜在的东西,这是阴阳转化的实质。
道至少有三层涵义:1、语言("道可道,非常道。"道者,祷也,祝也,咒也,诵也。)2、另一层涵义是规范、秩序(道理),道路。3、第三层涵义是运动、动力(导,引导,导动,推动)。 "道"作为哲学的概念,起源于"天道",即天体运行的轨道。中国古代哲学与天文学有直接和密切的联系,所以古代哲人首先正是从天文轨道的周期性、秩序性、可重复性上认识了宇宙万物现象之内存在着秩序和组织的理念。在表面的无序之下,存在着秩序和组织的超级理性。这种理性,就被古人归纳为"天道"和"道"的概念。
孔子的最大功绩在于整理和保存了上古的五大经典:易经、尚书、礼乐、诗经、春秋。这五大经典代表了上古学术的五大传统:"易经"是天道阴阳之学、"尚书"是政治典章,"礼"书是礼乐制度,"诗经"是文学艺术,"春秋"是历史。 这些书在孔子的时代,其意义已经暗昧。孔子为搞通它们不羞上问(如问天道于老子),也不耻下问。他的苦学使他自我修养成为当时列国中最博学的人。 孔子把中国古代的礼乐典章,通过这五部典籍的讲述解说而传授于弟子,而他的弟子又一代一代地传习下去,甚至秦始皇焚书坑儒这样的政治大举动,都不能使这一学术的传承系统中断。所以太史公说:"六艺者,折衷于孔子,可谓圣矣!" 到汉武帝时正式立儒家为儒教,为正统,才成为"主流意识形态。" 在某种意义上,我们的确可以说,如果没有孔子与儒家,中国历史、中国文化不可能保持夏商周以下5000年一而贯之的伟大传统,保持一种举世无双的连续性和完整性。

⑽ 宇宙中有多少种元素元素是怎么形成的各元素在什么条件下可相互转换

自然界中的化学元素有不到100种(目前认为),核素有300多种,1934年以后人工又合成了2400多种核素,理论上如果没有放射性衰变,质子和种子总共可以有8000多种组合方式,也就是有8000多种核素。它们可能存在于超新星的余晖中。

宇宙大爆炸之初,合成了氢核和氦核,还有少量锂核。氢核通过核聚变最终成为铁核,宇宙会慢慢向重元素转化,但是并不会终结于最重的元素。这是因为其间有一个非常特殊的元素——铁元素的存在。

核聚变将轻元素转化为重元素的过程中释放能量发光放热,其中氢元素聚变时释放出的能量最多,随着原子质量的增加,聚变效率越来越小,而铁元素是一个临界点,铁元素聚变时,需要的能量与释放的能量相等,而铁元素以后的重元素聚变时反而要吸收能量,这样一来恒星就会逐渐走向灭亡了。

重元素衰变刚好相反,要放能量,元素越重,放出能量越多,而铁又是一个临界点。所以无论是聚变还是裂变,其趋向都是铁元素,铁在元素周期表中处在一个非常特殊的位置。

但质子和中子在游离状态中同样会受到强核力作用聚合在一起形成更重的核。重核又会在α衰变和β衰变中分解较小的核,所以最重的核反而是最不稳定的。甚至在地球上,92号之后的天然元素几乎都灭绝了。

高能状态下轻元素的核可以聚变成重元素,如4个氢核聚变成1个氦核,3个氦核聚变成1个碳核等。但这个聚变其实不是简单的碰撞融合,而是有一系列复杂的过程,所以核聚变的条件是很苛刻的。超新星爆发时的巨大能量使几乎所有的元素在一瞬间合成。重元素可以衰变成轻核,如铀核吸收1个中子后衰变成1个钡核和1个氪核。

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