宇宙起源
宇宙的起源和演化过程是怎样的
宇宙的起源和演化过程是怎样的1、宇宙的起源11 大爆炸理论目前,被广泛接受的宇宙起源理论是大爆炸理论。
根据这一理论,大约 138 亿年前,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,瞬间产生巨大压力,之后发生了大爆炸。
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。
12 奇点大爆炸起始于一个奇点,这个奇点具有无限的密度和温度,所有的物理定律在此都失效。
关于奇点的本质和形成机制,目前仍然是物理学和宇宙学研究的前沿课题。
13 早期宇宙的演化在大爆炸后的极短时间内,宇宙经历了快速的相变和粒子生成过程。
最初的几微秒内,强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用尚未区分,物质以夸克胶子等离子体的形式存在。
随着宇宙的冷却,夸克逐渐结合形成质子和中子。
2、宇宙的演化过程21 原初核合成大爆炸后约几分钟到 20 分钟,宇宙温度降低到足以进行核聚变反应,氢核聚变成氦核,形成了宇宙早期的元素丰度。
原初核合成产生的主要元素是氢和氦,以及少量的锂。
22 物质和辐射的主导时期在宇宙演化的早期,辐射的能量密度高于物质的能量密度,宇宙的演化主要由辐射主导。
随着宇宙的膨胀,辐射的能量密度迅速下降,而物质的能量密度下降相对较慢,大约在数万年之后,物质逐渐成为宇宙演化的主导因素。
23 结构形成随着宇宙的进一步冷却和膨胀,物质在引力的作用下开始聚集形成结构。
最初形成的是小型的气体云,这些气体云逐渐合并形成更大的星系团和星系。
星系内部的恒星通过核聚变反应产生更重的元素,并在恒星演化末期通过超新星爆发等过程将这些元素抛射到星际空间,丰富了宇宙的化学组成。
24 暗物质和暗能量观测表明,宇宙中存在大量的暗物质和暗能量。
暗物质不与电磁辐射相互作用,只能通过其引力效应被探测到。
暗能量则导致宇宙加速膨胀。
目前对暗物质和暗能量的本质还知之甚少,它们是当前宇宙学研究的重点领域。
关于宇宙起源的观点
关于宇宙起源的观点
宇宙起源的观点有多种,以下是常见的几种:
1. 大爆炸理论:大爆炸理论也被称为“宇宙起源理论”,认为宇宙诞生于约138亿年前一次巨大的爆炸,从而诞生了宇宙中的所有物体和能量,这种观点已成为宇宙起源的主流学说。
2. 稳态宇宙理论:它认为宇宙不存在起点和终点,因为宇宙中的物质和能量是不断自行产生与消失,而一直保持稳定状态,这种宇宙观点也曾经有过一定影响力。
3. 弦理论:弦理论主要是一种物理理论,其认为宇宙会随时间的流逝而不断地从一个形态演变到另一个形态,弦理论也提出了多维宇宙的假说。
4. 多元宇宙理论:多元宇宙理论认为,宇宙是由无限多个宇宙构成的,每个宇宙中的物理定律和自然规律都可能有不同,而我们所处的这个宇宙只是其中之一。
总之,关于宇宙的起源,科学界存在多种学说和解释,尚无定论。
但是,大爆炸理论和弦理论经过长期的研究和验证,已得到广泛认可和接受。
宇宙的起源;宇宙是如何形成的(宇宙是如何起源的)
宇宙的起源;宇宙是如何形成的
宇宙的起源一直是人类探索的重要课题,关于宇宙是如何形成的,科学界有着多种理论和假说。
在这篇文章中,我们将探讨几种主要的宇宙起源理论,以及它们对我们对宇宙起源的认识所产生的影响。
大爆炸理论是目前被广泛接受的宇宙起源理论之一。
根据这一理论,宇宙起源于约138亿年前的一次巨大爆炸,从一个极其高温高密度的状态开始膨胀。
随着时间的推移,宇宙逐渐冷却下来,并形成了我们今天所看到的星系、星云和行星等天体。
这一理论得到了大量观测数据的支持,成为解释宇宙演化的基础。
除了大爆炸理论,还有一种被称为“引力波”理论的宇宙起源假说。
根据这一假说,宇宙的形成是由于引力波在虚空中的振动引起的。
这些引力波的涟漪效应导致了宇宙的膨胀和演化。
虽然这一理论还在不断的观测和研究中,但已经引起了科学界的广泛兴趣。
此外,量子力学也提供了对宇宙起源的独特视角。
量子力学认为,宇宙的起源可能与虚空中的能量涌现和湮灭有关。
在量子尺度下,虚空并非空无一物,而是充满了各种粒子和能量波动。
这些微观的过程可能导致宇宙的产生和演化,为我们揭示了宇宙的更深层次。
综合来看,宇宙的起源是一个令人着迷的课题,各种理论和假说为我们提供了多种角度去理解宇宙的形成。
随着科学技术的不断进步和观测手段的提升,我们相信对宇宙起源的认识将会不断深化和完善,带给我们更多关于宇宙奥秘的启示。
愿人类的探索精神永不止步,揭开宇宙起源的神秘面纱,迎接更加辉煌的未来。
宇宙的起源
宇宙的起源宇宙的起源是什么?1.白洞你可能对黑洞比较熟悉。
大多数人也一样。
如果你不熟悉,这里有一个分类。
黑洞是一颗恒星死亡的结果,它创造了一个吸进光和它周围所有物质的洞。
白洞的工作方式正好相反。
他们不是把物质吸进去,而是把它吐出来。
白洞是一个时空区域,它不能把任何物质从外面吸进来,只能把它吐出来。
这意味着,一个白洞可能是一颗恒星的诞生,或者是众多恒星的诞生。
当然,这只是一个假设的理论,由爱因斯坦的相对论产生。
2.大爆炸理论一个起源可以简单地解释宇宙的起源。
大爆炸理论很受欢迎,尤其是对于那些不相信神创论的人。
大爆炸理论主要说宇宙来自一个单一的固体。
一瞬间,一切都开始膨胀。
物质和能量穿越黑暗创造了宇宙,这给膨胀的宇宙留下了背景辐射。
20世纪20年代,爱德文·哈勃提出了膨胀宇宙的理论,从而产生了大爆炸理论。
3.慢冻结理论那么,如果大爆炸不是真正的开始,而是过程的一部分呢?根据慢冻结理论,这是很有可能的。
在这个理论中,宇宙似乎开始于一个寒冷和空虚的前存在。
当重力减弱时,这种存在的粒子变得如此重,因此由于来自较重物质的辐射而变暖。
大爆炸可能根本不是一个大的波段,而是在一个缓慢变暖和膨胀的过程产生恒星,然后是整个数十亿光年的星系。
4.黑洞的海市蜃楼宇宙可能有奇怪的起源,很像这个。
准备好思考这个问题。
物理学家认为,我们的宇宙只是四维宇宙中的一个三维球体。
我想你可以说一个宇宙嵌在另一个宇宙中。
我们从未存在过,直到一颗四维恒星坍缩形成一个三维黑洞,或一个视界。
坍缩恒星的物质在视界周围形成了一个三维膜,然后在膜内发生膨胀,因此形成了我们现在的宇宙。
5.等离子体的创建等离子体理论主要研究电磁学。
基本的观点是某种有关电的过程创造了现在宇宙中的一切。
这包括恒星、彗星和太阳。
许多人相信它们周围是巨大的离子和电子的细丝,电磁力使电子和离子弯曲。
这个理论表明宇宙有无限的年龄和大小。
6.没有开始/没有结束另一种被称为稳态理论的观点是,宇宙没有大爆炸,也没有奇妙的创造,这可能很难让人接受。
第1课 宇宙的起源和演化(地理社团课课件)
霍金正是在这种一般人难以置信的艰难中, 成为世界公认的引力物理科学巨人。他在相 对论、“大爆炸”和黑洞等领域取得了突出 的研究成果。1988年出版了宇宙学著作《时 间简史:从大爆炸到黑洞》。霍金被称为在 世的最伟大的科学家,还被称为“宇宙之 王”,且被誉为继爱因斯坦之后世界上最著 名的科学思想家和最杰出的理论物理学家。
光速: 30000亿光年
二、宇宙的起源
1.哈勃的发现:
所有的星系都在远离我们而去。星系离我 们越远,运动的退行速度越快;星系间的距离 在不断地扩大。
2.宇宙大爆炸理论
20世纪40年代末,物理学家伽莫夫(如图)把宇宙膨胀与 粒子反应理论结合起来,提出宇宙大爆炸假说。
(4)10-36s时,温度降到1013K ,出现了电子、正电子。
(5)1min时,温度为,质子和中子结合成氢核。 (6)约100万年时,温度降到3000K,开始出现各种原 子。存留的光子不再和粒子相互转化而在宇宙中到处 游逛,使宇宙成为透明的。 (7)约10亿年时,开始形成恒星和星系。 (8)约100亿年时,出现我们的银河系、太阳和行星。
(9)约120亿年时,地球上出现了生命。
(10)约137亿年时出现了人类,百万年后出现了 现代文明。宇宙温度降到了约3K。
(11)至今宇宙的年龄估计为137亿年。膨胀速率按最 大速率光速计,现今宇宙的“直径”约为137亿光年, 即约为1.3×1023km。
微波背景辐射为宇宙起源于大爆炸提供了证据, 3K(-270℃ )就是大爆炸留下的余温。彭齐亚斯和 威尔逊1965年发现微波背景辐射;1978年因此获诺 贝尔物理学奖。
观点二:宇宙将缩回奇点。
第二种观点认为,宇宙不会彻底 的死亡,而是会重新开始。宇宙的膨 胀程度是有限的。当达到了最大的膨 胀范围后,宇宙就会以相同的速度, 相反的方向往里缩。在这个过程中, 宇宙内的天体就会承受越来越大的压 力,从而可能会被压缩成粉末状。最 后整个偌大的宇宙会缩小成为最初的 一个奇点。
《宇宙的起源》课件
宇宙中的物质与能量的相互作用
物质与能量的关系:物质和能量之间存在相互转化和相互作用的关系,它们是宇宙中 不可或缺的要素。
物质与能量的相互作用:物质和能量之间可以通过各种方式相互作用,如引力、电磁 力、核力等,这些相互作用在宇宙演化中起着重要作用。
宇宙的膨胀:宇宙在不断地膨胀,这是宇宙演化过程中的一个重要特征。
04 宇宙的物质与能量
宇宙中的物质形态
原子、分子、离子等基本粒子 星云、星系、行星等天体物质 暗物质、暗能量等神秘物质 宇宙尘埃、黑洞等特殊物质
宇宙中的能量来源与分布
宇宙中的能量来源:太阳、恒星、行星等天体释放的能量
宇宙中的能量分布:星系、星团、星云等天体之间的能量流动与分布
物质与能量的关系:物质可 以转化为能量,能量也可以
转化为物质
宇宙中的物质与能量的分布: 描述宇宙中物质与能量的分 布情况
宇宙的观测与探索
古代天文观测: 描述古代人们 对天空的观测 和探索,如星 座、星象、彗
星等。
近代天文观测: 介绍望远镜的 发展和应用, 以及其对天文
学的贡献。
现代天文观测: 介绍现代天文 观测技术,如 射电望远镜、 太空望远镜等, 以及其对宇宙 探索的贡献。
宇宙的背景辐射:宇宙背景辐射是宇宙早期留下的余热,科学家们通过观测宇宙背景辐射来研 究宇宙的起源和演化。
宇宙的暗物质和暗能量:暗物质和暗能量是宇宙中未知的成分,它们对宇宙的演化起着重要的 作用。
宇宙中的物质与能量
宇宙中的能量:包括光、热、 电磁波等能量形式
宇宙中的物质:包括原子、 分子、离子等基本粒子
科学如何解释宇宙的起源和终结?
科学如何解释宇宙的起源和终结?一、宇宙的起源1. 大爆炸理论20世纪初,科学家开始了解到宇宙的膨胀和演化。
到了1960年代,大爆炸理论被提出,这一理论指出,宇宙起源于一个超高温度和密度的物质,随着时间的发展,这个物质不断膨胀冷却,最终形成了宇宙中的万有引力、星系、恒星和行星等物质。
该理论被广泛认可,认为是宇宙学的基石。
2. 弦理论弦理论认为宇宙是由一维的弦和点粒子组成的,弦的振动和排列造成不同的物质和力场,从而形成了我们所看到的世界。
这个理论可以解释大量不可解释的现象,但是还需要更多的研究才能被广泛认可。
3. 多元宇宙理论多元宇宙理论认为宇宙不仅仅是我们看到的这一个宇宙,还存在着许多其他宇宙,每个宇宙都有其独特的物质和规律。
这个理论依旧面临着科学验证的挑战,需要更多的证据来支持。
二、宇宙的终结1. 热寂说热寂说认为,宇宙将终结于无限的热寂状态。
随着时间的推移,物质不断消耗能量,最终达到一个无法恢复的状态,整个宇宙将变得寂静和黑暗。
这个理论目前被广泛接受,被视为宇宙的自然规律。
2. 大撕裂理论大撕裂理论认为,随着宇宙不断膨胀,万有引力的作用将变得越来越弱,导致物质之间的距离变得越来越大。
最终,物质之间的距离将会超过一定的界限,导致宇宙的大规模破裂。
这个理论目前还需要更多的证据来支持。
3. 大崩溃理论大崩溃理论认为,宇宙将会无限扩张,但是最终万有引力将让所有物质陷入黑洞,形成一个无限小的点。
这个理论依旧需要更多的验证,目前还不被广泛接受。
在探索宇宙的起源和终结时,科学家们发现,自然规律中蕴含着无限的奥秘。
不论是大爆炸理论还是弦理论,都未能完全解释宇宙的起源,多元宇宙理论也需要更多的证据来证实。
而宇宙的终结则更为神秘,热寂说被广泛接受,大撕裂和大崩溃理论还需要更多的实验证据。
未来,科学家仍将继续深入研究,揭开宇宙更多的奥秘。
宇宙的起源
宇宙的起源
宇宙的起源是一个古老而又复杂的科学问题,目前被广泛接受的理论是大爆炸理论。
以下是大爆炸理论的基本概念:
大爆炸:大爆炸理论认为,在约138亿年前,整个宇宙是一个高度密集、高温的点,突然发生了一个巨大的爆炸,即“大爆炸”,将宇宙中的所有物质和能量推向了四面八方。
宇宙的膨胀:大爆炸之后,宇宙开始不断地膨胀扩散,物质和能量在宇宙中快速扩张。
这种膨胀导致了宇宙的空间不断地增大,星系之间的距离也在不断地增加。
宇宙微波背景辐射:大爆炸后,宇宙中的物质开始冷却,逐渐形成了原子、分子等。
在这个过程中,宇宙中释放出大量的辐射,形成了宇宙微波背景辐射,这是目前观测到的最早的宇宙辐射,也是支持大爆炸理论的重要证据之一。
宇宙的演化:大爆炸理论认为,宇宙的膨胀并非均匀的,不同区域的密度波动会导致物质的聚集和形成,从而形成了恒星、星系、星系团等各种天体结构,宇宙也在不断地演化和变化。
大爆炸理论是目前被广泛接受的宇宙起源理论,它解释了宇宙起源的大部分现象,并得到了大量的观测和实验数据的支持。
然而,对于大爆炸发生之前的时期,以及宇宙的最初状态等问题,仍然存在许多未解之谜,是天文学和物理学领域研究的热点问题之一。
1。
什么是宇宙?
什么是宇宙?宇宙,也称为天空、世界、空间等,是指包括一切物质和能量的巨大空间。
但是,我们对宇宙的认知还是非常有限的。
那么,究竟什么是宇宙呢?下面就让我们慢慢揭开它的神秘面纱。
一、宇宙的起源我们知道,宇宙的起源始于一个无比热、密、小的点,也称为“大爆炸”。
在这一瞬间,整个宇宙的物质、时间和空间都被释放出来,随之而来的是宇宙的不断扩张和发展。
从一条重要的物理学原理——宇宙微波背景辐射来看,大爆炸创造了宇宙。
二、宇宙的组成宇宙是包括了所有物质和能量的巨大空间。
除了我们所看到的恒星、星系、行星、行星带、黑洞等等,其实还存在着一些我们无法直接观测到的物质和能量,例如宇宙中的暗物质和暗能量。
近年来,由于科技的不断进步,我们对宇宙组成的认知也在不断深入。
三、宇宙的演化大爆炸后的宇宙不断扩张,同时伴随着星系的形成、星云的形成、恒星和行星的演化等等。
总之,宇宙的演化是一个非常复杂的过程,需要借助于物理学、天文学的知识才能更好地理解和探究。
四、宇宙的未来宇宙的未来是充满可能性的。
随着暗物质和暗能量的研究,我们也许能够更好地预测宇宙的发展趋势,并且探究我们人类在其中的角色。
五、宇宙的人文价值宇宙的研究不仅仅是科学家们的领域,它也具有着无穷无尽的人文价值。
宇宙启迪了人类对自身的认知,同时也带来了种种哲学上的思考。
而宇宙旅行、任意门等科幻形象的出现,更是让我们对宇宙充满了无限的想象力。
总之,宇宙是一个无限壮丽的世界,我们只有不断扩大自己的知识面,才能更好地理解它,感受它的魅力,从而让我们更好地生活在这个世界中。
时间简史宇宙的起源与未来的命运
时间简史宇宙的起源与未来的命运宇宙,是一个充满神秘与奇幻的地方。
它的起源和发展,以及未来的命运,一直是人类关注的焦点。
本文将从宇宙的起源开始,探索宇宙的发展历程,展望宇宙的未来命运。
一、宇宙的起源宇宙的起源,关乎着人类对生命和存在的根本问题。
大爆炸理论是目前被广泛接受的宇宙起源理论。
据该理论,宇宙起源于138亿年前的一次巨大爆炸。
在那一刹那,时间、空间、物质和能量开始从无到有。
宇宙的演化从此展开。
二、宇宙的演化宇宙的演化是一个持续进行的过程,几十亿年来,宇宙经历了无数次的变化和演化。
最初的宇宙是一个极其高温和高密度的状态,接着经历了膨胀和冷却,形成了我们熟知的星系、行星和恒星。
而星系之间的引力相互作用也导致了宇宙的结构的形成。
三、星系与恒星星系是宇宙的基本构建单位,它由恒星、行星、气体和尘埃组成。
恒星是星系的主要成员,它们通过核聚变产生能量,并散发出光和热。
恒星的生命周期包括形成、演化和死亡三个阶段。
在恒星死亡后,可能会形成各种奇特的天体,如白矮星、中子星和黑洞。
四、宇宙的未来宇宙的未来,依然充满了未知和挑战。
根据目前的研究,宇宙膨胀的速度正在加快,这被称为暗能量的存在。
暗能量可能是导致宇宙加速膨胀的原因,但其性质和起源仍然是一个谜。
此外,宇宙还可能经历引力坍缩或热寂等不同的命运。
五、人类的探索与发现人类对宇宙的探索和发现,推动着我们对宇宙的认知不断深入。
科学家们通过观测和实验,不断揭示宇宙的奥秘。
例如,通过望远镜观测,我们发现了遥远的星系和宇宙微波背景辐射等珍贵信息。
此外,人类还尝试利用探测器和航天器探索太阳系和更遥远的宇宙。
六、宇宙的意义和人类的未来宇宙对于人类的意义不仅仅是一个科学问题,更是关系到我们的哲学和文化。
对宇宙的研究不仅拓宽了我们的视野,也启发了我们对自己和生命的思考。
面对宇宙的奥秘,人类应该持续探索,推动科学和技术的发展,为人类的未来谋划。
总结:时间简史宇宙的起源与未来的命运,是一个庞大而复杂的话题。
宇宙起源简要描写句子
宇宙起源简要描写句子宇宙起源是人类一直以来探索的重要课题之一。
科学家通过观测、实验和理论推导,逐渐揭示了宇宙起源的一些奥秘。
下面是对宇宙起源的简要描写:1. 大爆炸理论:大爆炸理论是目前广为接受的宇宙起源理论之一。
根据这一理论,宇宙起源于约138亿年前的一次大爆炸,整个宇宙从一个极高温度、密度极大的奇点开始膨胀和演化。
2. 宇宙膨胀:大爆炸后,宇宙开始不断膨胀,空间不断扩展。
这一过程中,宇宙中的物质逐渐冷却凝聚,形成了星系、星云等天体结构。
3. 星系形成:在宇宙膨胀的过程中,物质通过引力作用逐渐聚集在一起,形成了星系。
星系中心通常有一个或多个超大质量黑洞,维持着星系的稳定。
4. 恒星诞生:在星系中,气体云团经过重力作用逐渐坍缩,形成了恒星。
恒星内部的高温和高压条件使得氢原子发生核聚变,释放出巨大的能量和光辐射。
5. 恒星演化:恒星经历了一系列的演化过程,从主序星到红巨星、白矮星或中子星等不同形态。
最后,大质量恒星可能以超新星爆发的方式结束其演化。
6. 星际物质循环:在恒星演化的过程中,它们释放出大量的物质和能量,形成星际物质。
星际物质经过重力作用和恒星形成循环,为新的恒星形成提供了原料。
7. 行星形成:在星际物质中,一部分物质通过重力作用逐渐聚集形成了行星。
行星围绕恒星运行,形成了行星系。
8. 生命的起源:在行星上,适宜的环境条件使得生命得以诞生。
生命的起源可能涉及有机分子的合成、生物大分子的组装和自我复制等过程。
9. 宇宙的演化:随着时间的推移,宇宙不断演化。
星系的形成与消失、恒星的诞生与死亡、行星的演化与碰撞等都是宇宙演化的重要方面。
10. 未来的命运:关于宇宙的未来命运,科学家提出了不同的理论和预测。
其中一种观点认为,宇宙膨胀可能会逐渐放缓,最终停止并开始收缩,形成一个新的大爆炸,宇宙将经历周期性的膨胀和收缩。
总结起来,宇宙起源是一个复杂而神秘的问题。
通过观测和理论研究,科学家对宇宙起源的认识不断深化。
有关于宇宙的知识
有关于宇宙的知识宇宙是指包括我们所在的地球、太阳系以及其他恒星、星系和宇宙中的一切物质和能量的巨大空间。
宇宙是人类探索的对象之一,也是科学研究的重要领域。
下面将从宇宙的起源、组成、演化以及宇宙中的一些奇特现象进行介绍。
一、宇宙的起源宇宙的起源是宇宙学研究的核心问题之一。
根据宇宙大爆炸理论,宇宙起源于138亿年前的一次巨大爆炸,即宇宙大爆炸。
在宇宙大爆炸之后,宇宙开始膨胀,物质和能量开始扩散,形成了我们今天所见的宇宙。
二、宇宙的组成宇宙的组成非常丰富多样。
宇宙中最基本的组成单位是原子,包括质子、中子和电子。
除了原子,宇宙中还存在着各种各样的粒子,如中微子、夸克等。
此外,宇宙中还存在大量的星系、恒星和行星。
星系是由恒星和星际物质组成的庞大天体系统,而恒星则是宇宙中的光源,它们通过核聚变反应释放出巨大的能量。
行星则是围绕恒星运行的天体,包括行星、卫星和小行星等。
三、宇宙的演化宇宙的演化是一个长期的过程。
在宇宙大爆炸之后,宇宙开始膨胀,物质和能量不断扩散。
随着时间的推移,宇宙逐渐冷却,物质开始聚集形成了星系、恒星和行星等天体。
恒星在核聚变反应的作用下释放出巨大的能量,维持了宇宙的热力学平衡。
在恒星的生命周期中,它们会经历不同的演化阶段,最终可能变成白矮星、中子星或黑洞等。
宇宙中的星系也在相互作用和碰撞中演化,形成了各种形态和结构。
四、宇宙中的奇特现象宇宙中存在许多令人惊叹的奇特现象。
一个典型的例子是黑洞。
黑洞是一种极为紧凑的天体,它的引力非常强大,甚至连光也无法逃离它的吸引力。
黑洞的形成是恒星演化的一种结果,当恒星耗尽核燃料时,会发生引力坍缩,形成一个非常小而密度极高的天体。
除了黑洞,宇宙中还存在着宇宙微波背景辐射、暗能量、暗物质等神秘的物质和现象,它们仍然是科学研究的热点。
总结起来,宇宙是一个神秘而辽阔的世界,它包含了无尽的奥秘和未知。
人类通过不断的观测和研究,逐渐揭开了宇宙的面纱,但仍然有很多问题有待解答。
宇宙的起源是什么
宇宙的起源是什么宇宙的起源是人类思考的一个永恒话题,科学家们也对此进行了长期的研究。
目前,学界一般认为宇宙的起源是由一个大爆炸所引起的,即宇宙大爆炸理论。
本文将从宇宙大爆炸理论、宇宙演化、宇宙背景辐射和引力波等方面,探讨宇宙的起源。
一、宇宙大爆炸理论宇宙大爆炸理论是目前关于宇宙起源的最为广泛接受的理论。
该理论认为,宇宙的起源始于一个巨大的爆炸事件,即大爆炸。
据该理论,大约在138亿年前,整个宇宙处于一种极为高温、高密度、高能量的状态,这种状态被称为“宇宙胚胎”或“原始宇宙”。
在大爆炸发生后,宇宙开始不断地膨胀、冷却,并逐渐形成了星系、恒星、行星等物质结构。
这种演化过程一直持续至今,宇宙的膨胀速度也在不断加快。
二、宇宙演化宇宙演化是指宇宙在大爆炸后的发展过程。
在宇宙演化的早期,宇宙的温度和密度非常高,整个宇宙处于极为恶劣的环境中。
随着时间的推移,宇宙的温度和密度逐渐下降,物质不断地凝聚,星系、恒星等物质结构开始形成。
在宇宙演化的过程中,宇宙的膨胀速率也在不断改变。
在早期的宇宙中,宇宙膨胀的速率非常快,而在后期,宇宙的膨胀速率开始逐渐减缓。
三、宇宙背景辐射宇宙背景辐射是宇宙大爆炸理论的一个重要预测结果。
它是指宇宙中存在的一种微波辐射,可以被看作是宇宙的余辉。
据该理论,宇宙大爆炸发生后,宇宙中的物质开始扩散,温度和密度逐渐下降,最终形成了宇宙背景辐射。
宇宙背景辐射是一种非常均匀的辐射,其温度约为2.725K,可以被认为是一个非常好的宇宙微波背景辐射源。
通过对宇宙背景辐射的研究,科学家们可以获得有关宇宙早期演化的重要信息。
四、引力波引力波是爱因斯坦广义相对论的一个预言,是一种由物体运动所产生的扰动,可以被看作是一种空间和时间的震动。
在宇宙大爆炸理论中,引力波是宇宙大爆炸后形成的一种重要扰动。
科学家们利用引力波的探测技术,成功地探测到了宇宙中存在的引力波。
通过对引力波的研究,科学家们可以更加深入地了解宇宙的起源和演化过程。
宇宙的起源;宇宙大爆炸还是无限循环(科学家说宇宙的起源是来自一场大爆炸)
宇宙的起源;宇宙大爆炸还是无限循环
宇宙的起源一直是人类思考和探索的一个重要课题,而关于宇宙的起源有着多种理论,其中两种最为广泛讨论的理论是宇宙大爆炸和无限循环。
首先,让我们来谈谈宇宙大爆炸理论。
根据这一理论,宇宙起源于一个极端高温高密度的初始状态,随后经历了一次巨大的爆炸事件,从而诞生了我们所知道的宇宙。
这个爆炸事件引发了空间的膨胀和物质的形成,创造了恒星、星系和行星等天体。
宇宙大爆炸理论得到了广泛的支持和认可,因为它能够解释宇宙的膨胀、宇宙背景辐射等现象,并得到了观测数据的支持。
另一种理论是无限循环理论,也被称为宇宙周期性理论。
这一理论认为,宇宙并非只经历过一次大爆炸,而是在一个周期性的过程中不断地膨胀、收缩、再次大爆炸的循环中。
在每一次循环中,宇宙会经历相似的过程,不断重复着宇宙的诞生和毁灭。
无限循环理论的支持者认为,这种周期性的宇宙演化过程可以解释宇宙的结构和特征,同时也能够说明一些宇宙中的现象。
两种理论各有其支持者和反对者,争议不断。
宇宙大爆炸理论在解释宇宙演化和观测数据方面有着较好的匹配度,但并不能完全解释一些宇宙中的问题,比如暗物质、暗能量等。
而无限循环理论则试图回答一些宇宙演化中的困惑,但也存在着一些未能解释清楚的问题。
在今天的科学研究中,人们仍在探索和寻找更多关于宇宙起源的线索。
或许随着科学技术的不断发展,我们将会更深入地理解宇宙的起源,揭开宇宙的奥秘。
不管是宇宙大爆炸还是无限循环,这些理论都在帮助我们更好地认识宇宙,感叹宇宙
的宏伟和神秘。
愿我们能够不断追求知识,探索宇宙的奥秘,揭示宇宙的起源之谜。
宇宙的起源是什么?
宇宙的起源是什么?人类一直对宇宙的起源产生着浓厚的兴趣,随着科技的发展,科学家们也逐渐探索出了宇宙的起源。
但是,仍有很多问题困扰着科学家们,下面将为大家解析宇宙的起源是什么。
一、宇宙大爆炸说宇宙大爆炸说是关于描述宇宙起源的最广为人知的一种理论。
这种理论认为宇宙是由一个原初的奇点产生的,然后在无限小的时间内,宇宙产生了扩张。
这种扩张也是加速的,这是由于黑暗物质和暗能量的作用,这两种物质占据了宇宙的95%。
宇宙大爆炸引起了宇宙的诞生,超过了我们想象的数百亿星系,然后不停地在扩展。
小点内容:1. 宇宙大爆炸的起源科学家们认为宇宙大爆炸的起源是一个高度密集,无量大的奇点,这个奇点上面一切的物理和能量都聚集在一起,它的质量为无穷大,体积为无限小。
2. 宇宙大爆炸的扩张随着宇宙的膨胀,物质也在不停地生长和发展。
渐渐地形成了星球、银河、星系,我们所住的太阳系就是其中的一部分。
二、宇宙持续膨胀宇宙正在持续膨胀,这种膨胀的速率虽然很慢,但却是持续地在变化。
这种膨胀是从宇宙大爆炸开始的,经过了几十亿年时间,宇宙的扩张速率就变得很缓慢了。
在未来,科学家们认为,宇宙会继续膨胀,这种膨胀的速率还会不断地变化。
宇宙的膨胀会让我们更好地了解宇宙的本质。
小点内容:1. 宇宙的加速膨胀宇宙的加速膨胀是由于暗能量的作用。
暗能量是一种能够让宇宙膨胀的力量,科学家们认为暗能量是宇宙中的一种能量形态,它是宇宙中的一种奇怪的物质,它的比重占据了宇宙中的70%。
2. 暗物质和暗能量的作用科学家们认为暗物质是宇宙中的另一种暗藏物质,它是不能直接探测的,但是由于其所产生的引力作用,科学家们都基本认可其存在。
三、我们是如何了解宇宙的?对于我们居住在宇宙中的人类而言,了解宇宙是非常重要的。
我们是如何了解宇宙的呢?科学家们主要是通过使用望远镜和探测器,来收集宇宙中的数据。
这些数据可以让我们更好地了解太阳系、行星、恒星、银河系、星系团等等,同时了解它们的性质和行为。
宇宙的起源是什么?
宇宙的起源是什么?
一、宇宙的形成
宇宙的形成可以追溯到约138亿年前。
当时,整个宇宙都集中在一个极小而极度致密的点中。
在这一极端的状态下,宇宙正在不断地膨胀和冷却,就像是一颗热度逐渐逸散的火球。
二、大爆炸理论
这个火球最终变得太热而无法维持,在138亿年前发生了一次极为剧烈的大爆炸事件。
这场大爆炸被称之为“宇宙大爆炸”或“宇宙诞生”。
此后,宇宙开始在不断膨胀,持续到今天。
三、暗物质和暗能量
科学家们认为,宇宙中大约有27%的暗物质和68%的暗能量,但是目前还没有找到确切的实物证明它们的存在。
四、未来的宇宙
根据天文学家的观察和分析,宇宙未来的命运仍然不确定。
它可能在某个时候停止膨胀并最终坍塌,或者继续扩散和冷却,直到最终成为一个寒冷、孤立的黑暗空间。
五、宇宙启示录
宇宙中的各个星系、恒星与行星都有着独特的性质和特征,这些特征
不仅有助于我们了解宇宙本身的运转、形成和演变,也增加了人类对
宇宙的探究和认知。
通过探索宇宙,我们可以更好地认识自己,进而
推动科学技术的发展。
总结:宇宙的起源至今仍然存在很多疑问和未解之谜。
然而,通过人
类不断对宇宙的探索和认知,我们可以逐渐了解它的本质和形成过程,更好地认识和探索自身和整个世界,同时也推动着科学技术和文化的
发展。
宇宙起源的几种学说
宇宙起源的几种学说一、大爆炸学说1. 基本观点- 大爆炸理论认为,宇宙源于一个极度高温、高密度的奇点。
在某一时刻,这个奇点发生了爆炸,释放出了巨大的能量和物质。
此后,宇宙开始不断地膨胀、降温。
- 在早期,宇宙中充满了基本粒子,如夸克、轻子等。
随着宇宙的膨胀和降温,这些基本粒子逐渐结合形成了原子,先是氢原子和氦原子等简单原子。
- 物质在引力的作用下开始聚集,形成了恒星、星系等天体结构。
2. 证据支持- 宇宙微波背景辐射:这是一种均匀分布于整个宇宙空间的微弱电磁辐射,其频谱具备热辐射特征,温度均匀,约为2.725K。
这一辐射被认为是宇宙大爆炸的“余晖”,是早期高温高密度的宇宙在膨胀冷却过程中遗留下来的。
- 哈勃定律:通过对星系的观测发现,星系退行速度(v)和它们与地球的距离(d)成正比,即v = H₀d(H₀为哈勃常数)。
这表明宇宙在不断膨胀,而这种膨胀是大爆炸理论的一个关键预测。
- 元素丰度:宇宙中氢、氦以及少量锂等轻元素的相对丰度与大爆炸理论预测相符。
在早期高温高密度的宇宙环境中,通过核合成过程形成了这些元素。
3. 发展历程- 20世纪20年代,比利时天文学家勒梅特首先提出了宇宙大爆炸的假说。
之后,伽莫夫等人进一步完善了这一理论。
随着观测技术的不断发展,越来越多的证据支持了大爆炸理论,使其逐渐成为现代宇宙学的主流理论。
二、稳态学说(已被基本否定,但有一定的历史意义)1. 基本观点- 稳态理论认为,宇宙在大尺度上是处于一种稳定的状态。
宇宙没有开始也没有结束,物质在不断地被创造出来,以维持宇宙的平均密度不变。
新物质的产生速率非常低,大约为每立方米空间每10亿年产生一个氢原子。
- 在这个理论中,宇宙的整体结构和性质是永恒不变的,虽然局部会有恒星的形成和演化、星系的运动等现象,但从宇宙整体来看,始终保持着一种稳态。
2. 证据挑战- 宇宙微波背景辐射的发现是对稳态理论的致命打击。
因为稳态理论无法解释这种均匀分布的、具有热辐射特征的背景辐射的存在。
什么是宇宙的来历?
什么是宇宙的来历?宇宙的来历是一个让人们一直以来都十分关注的话题。
我们都希望知道我们所生活的这个世界从哪里来,我们是如何诞生的,宇宙是如何形成的。
在这篇科普文章中,我们将探讨宇宙的来历,并深入了解宇宙的奥秘。
一、大爆炸理论大爆炸理论是目前被广泛认可的宇宙起源理论。
所谓大爆炸,就是指宇宙在约137亿年前,突然从一个无限密度的状态中突然膨胀开来。
在宇宙膨胀的过程中,物质不断地聚集形成氢氦等元素,最终形成今天我们所看到的宇宙。
据大爆炸理论认为,最初的宇宙是由一个高温高密度的状态所形成。
在大爆炸后,物质开始散开,原本凝聚成一团的物质开始扩散,不断地填充宇宙。
这场爆炸释放出大量的能量和物质,使得宇宙从一个点向四周不断散开,形成我们所看到的宇宙。
二、暗物质与暗能量虽然大爆炸理论现在被广泛接受,但科学家们还没有能够解决其中最大的谜团——暗物质与暗能量。
据科学家们的估计,暗物质占据着整个宇宙中的大部分,但是这些暗物质并不发出光和辐射,所以我们无法直接观测它们。
同样的,暗能量也是一种神秘的物质,它推动了宇宙的膨胀,但科学家们还不清楚它是什么。
暗物质和暗能量的性质一直以来都不为人知,这种神秘的物质和能量可能会给我们的宇宙留下巨大的谜团。
但是,科学家们正在努力寻找解决办法,希望能够揭开这个宇宙的谜!三、生命的起源人们一直都在思考,生命是如何来的?从我们所知的最古老的生命形式开始,草原杆菌,到我们现在所生活的复杂生命形式,都是如何从最开始的一团气体演变而来的呢?科学家们认为,生命起源于非生物物质之中,并可能是由微生物和元素的组成而来,也可能是由外星物质携带过来的。
通过生命的演化,我们现在所看到的世界逐渐形成了。
结语宇宙的来历是一个广受关注的话题,我们希望了解宇宙是如何形成的,我们是如何来到这里的。
然而,即便我们已经知道了一些关于宇宙起源的知识,仍然有很多谜题正等待我们去解决。
我们相信,随着科学技术的不断发展,未来我们将对宇宙的了解变得更加深入,对我们所生活的这个世界也将能有更多的认识。
宇宙的起源与演化
宇宙的起源与演化宇宙,广袤无垠的存在,自诞生以来就一直吸引着人类的探索与思考。
它的起源和演化是一个引人入胜的话题,承载着我们关于人类和世界的众多疑问。
本文将从宇宙大爆炸理论、星系的形成、恒星的演化以及行星诞生等方面,来探讨宇宙的起源与演化。
1. 宇宙大爆炸理论宇宙的起源可以追溯到137亿年前的一次巨大爆炸事件,即宇宙大爆炸。
根据宇宙大爆炸理论,宇宙最初是一个极其高温、高密度的“原初火球”。
随着时间的推移,这个火球迅速膨胀、冷却,并产生了大量的物质和能量。
2. 星系的形成在宇宙的演化过程中,物质开始聚集形成了星系。
星系是由数以百亿计的恒星、行星、星云等天体组成的巨大集合体。
它们被引力吸引在一起,形成各种不同的结构和形态。
3. 恒星的演化恒星是星系中最为普遍的天体之一,它们通过核聚变反应维持着自身的稳定状态。
恒星的演化经历了从星云的坍缩到核融合的过程。
当恒星的核心核燃料耗尽时,会发生恒星死亡的过程,形成超新星爆发、黑洞或中子星等天体。
4. 行星诞生行星是围绕恒星运行的天体,它们的形成与恒星的演化有着密切的联系。
根据行星形成理论,行星诞生于原始星云状物质团中。
当一颗恒星诞生时,其周围的旋转星云会逐渐凝聚形成行星原始盘,并在其中形成行星。
通过对宇宙起源与演化的探讨,我们可以看到宇宙是一个充满奇迹和变化的世界。
起源于宇宙大爆炸的宇宙,在经历了数亿年的演化和变化,形成了星系、恒星和行星等多样的天体结构。
这一过程不仅展示了宇宙的无限魅力,也带给我们关于人类和世界的许多深刻思考。
总结起来,宇宙的起源与演化是一个复杂而美妙的过程,我们通过研究宇宙大爆炸、星系形成、恒星演化以及行星诞生等方面,勾勒了宇宙发展的轨迹。
宇宙之谜永远不会停止,我们对于宇宙的探索与发现也将永不止息。
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引言:随着航天技术的迅猛发展,人类对宇宙的探索达到前所未有的水平,以哈勃空间望远镜、COBE 卫星、WMAP 卫星为代表的新一代卫星探测器的发射,使人类第一次能够清晰地窥测宇宙深处的奥秘,宇宙学有了一个坚实的观测和实验基础。
现代大爆炸宇宙论已被作为标准宇宙模型确定下来。
然而,这种宇宙模型也没有达到尽善尽美的地步,它同样存在着需要进一步丰富、发展和完善的问题。
其中,宇宙起源问题一直是倍受争论的问题。
还有,宇宙奇点问题和黑洞奇点问题,一直也得不到解决,目前仍在争论中。
笔者以此为出发点,对有关宇宙起源的各种学说进行了总结。
以此来理清当前学说的各种观点,并比较其相似与不同。
文献范围:中国知网,维普中文科技期刊数据库,万方数据,APS美国物理学会电子出版物,SpringerLink(清华站点)等。
有关宇宙起源的综述论文摘要:给出了宇观天体和微观粒子质量、半径的统一计算式,计算结果与实验基本相符. 认为宇宙大爆炸是“超微黑洞”(即前宇宙) 的大爆炸,否定了点大爆炸的传统观点. 爆炸后的宇宙背景是光子热平衡态和引力束缚态共存的系统,平衡态占优势则宇宙必然膨胀. 暗物质、暗能量的本质是什么? 它们会怎样左右宇宙的命运最后也阐明所谓的“大沙漠”区并非一无所有,它分布着三代费米子的超对称伴子———三代玻色型粒子成员.[ 1]关键词:自由流阻尼标度;“超微黑洞”;“前宇宙”;热平衡态;引力束缚态;暗物质;暗能量;超对称1 研究的历史及现状宇宙论是一门古老而年轻的学科,仅从亚里士多德———托勒密的地心说,到哥白尼———伽里略的日心说就花了2 000 年的时间,人们对它孜孜不倦的追求,但是并没有真正认识到宇宙的起源及其演化、发展的过程。
从本世纪20 年代爱因斯坦提出广义相对论后,特别是哈勃定律发现后,宇宙模型更为成熟,人们建立起膨胀的宇宙模型,大爆炸宇宙模型。
本世纪70~80 年代以来物理学家和天文学家们提出了量子宇宙论,对宇宙的起源又提出了新的解释,使人们的耳目为之一新。
[ 2]对于宇宙起源这样历史悠久的问题前人已经对此作了大量的研究,观点基本上都来自与爱因斯坦,霍金等物理学家的学说。
1.1 先得了解膨胀的宇宙模型广义相对论是一种引力理论,它的主要特征是把强大的引力场解释为时空弯曲的几何特征。
在爱因斯坦建立广义相对论的第二年(1917 年) 他便用来对宇宙进行考察,建立了一个有限无边的静态宇宙模型。
宇宙间的物质均匀分布,宇宙大尺度特征不随时间而变化(有物质而无运动) ,这一模型虽与事实不符,但是它开创了现代宇宙学研究的新河。
1922 年物理学家弗里德曼(列宁格勒大学教授) ,根据爱因斯坦广义相对论场方程得到了动态解,虽他本人并没有明白他的“解”的重大意义,但他认为宇宙是不稳定的,可能是脉动宇宙。
1927 年比利时天文学家勒枚特再次独立地得到这一模型。
得到了均匀各向同性的膨胀或收缩的宇宙模型。
[ 3] 1929 年美国的天文学家埃德温·哈勃发现了星系的谱线红移,十分令人惊异的是,他发现大部分星系是红移的,也就是说,几乎所有的河外星系都远离我们而去! 而且红移的大小与星系离开我们的距离成正比,这就是著名的哈勃定律。
星系越远,则它离开我们运动得越快! 这表明宇宙不可能像原先人们所想象的那样处于静态,而实际上是在膨胀,不同星系之间的距离一直在增加着。
这是一个具有里程碑意义的观测,即是不管你往那个方向看,远处的星系正急速地远离我们而去。
宇宙正在膨胀。
按照这个模型,星系相互作分离的运动,空间中的星系越来越稀,或者倒推过去,越往早期星系越密。
显然,当星系密集到一定程度时,星系就不可能再以我们目前所观测到的形态存在。
很可能是一种密集状态。
总之,宇宙膨胀的发现是20 世纪最大的智力革命之一,为大爆炸宇宙模型的建立奠定了基础。
[ 4]1.2 之后物理学家又建立了大爆炸宇宙模型20 世纪40 年代末,伽莫夫(美籍俄国物理学家) 和他的同事们及其他物理学家开始进一步研究宇宙膨胀论中的早期密集状态,逐渐形成了热大爆炸宇宙学派,并用来说明元素的起源。
它的主要观点是: 大约在100 亿年至200 亿年之前的某一时刻,宇宙起始于一个高温、高密的原始原子的大爆炸。
大爆炸时,宇宙温度无限高,压力无限大,体积被认为是“零”的“奇点”(空间—时间中,空间—时间曲率变成无穷大的一点) 状态。
那时,宇宙间不仅没有地球、没有太阳、没有任何星体、甚至也没有任何其他的化学元素。
只有一些质子、中子、电子、光子及中微子、π介子等粒子形态的物质,它们之间达到热平衡态。
它们通过不停的碰撞,而不停的湮灭、产生、转化。
这些碰撞频繁到发生约每秒钟1016次以上,宇宙处在这一阶段不到一分钟;随着宇宙的膨胀,物质的密度和温度进一步下降。
中子开始失去自由存在的条件,它将衰变为质子;到宇宙形成3分钟左右,中子约占总核子数的14 % ,质子占86 % ,这时温度约在109 K 左右。
[ 5] 中子可与质子结合形成氘。
各种化学元素就是从这一时期才开始形成的。
当温度下降到百万度之后,形成化学元素的过程也结束了。
再过数万年或稍长的时间,宇宙的温度下降到几千度,辐射退居次要地位。
宇宙间充满由电子和离子复合而成的气态物质。
从气云再逐步发展出各种星体和星体的体系。
这时,宇宙才开始了星的时代。
在亿万颗恒星及其演化中,有一颗就是太阳(太阳是第二代或第三代恒星) ,在太阳系的演化中出现了能认识宇宙的人类。
[ 6]热大爆炸学说有两个主要的观测依据:一是氦的丰度,一是微波背景辐射。
氦这种元素在地球上很少,但在其他天体上却相当多,按重量约占1/ 3 到1/ 4 ,天体上为什么有这样多的氦? 曾经是天体物理的难题,因其预言,恒星的年龄不应大于150 亿年,依靠氢的聚变,远远不足以形成如此多的氦。
但是,利用热大爆炸模型却很容易解决这个问题。
因为,在宇宙早期存在着产生氦的时代,而且产生的效率很高,完全可以解释30 %的氦丰度。
另一方面,根据氦丰度以及宇宙膨胀速度,可以计算出宇宙早期的温度,由此又可以推知现在的辐射温度。
伽莫夫和他的学生预言这种宇宙背景辐射的温度大约应为5k 的黑体辐射,这是一个可以进行观测检验的宇宙学预言。
1965年,美国贝尔电话实验室的阿诺·彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊正在检测一个非常灵敏的微波探测器时(微波正如光波,但是它的频率只有每秒100 亿次震动的数量级) ,他们的检测器收到了比预想的还要大的噪声。
他们推测这种噪声必须是从大气层以外来的,并且没有季节的变化,也就是地球绕着自己的轴自转或绕太阳公转时都是一样的。
经过测量,证实它具有黑体辐射谱, 温度大约为3k ( 即为-270 ℃) ,并且有相当好的各向同性。
证实了伽莫夫等人的预言。
从哈勃关系的发现到氦丰度的解释和3k 背景辐射的发现,都是先有理论预言,后才有观测证实的,宇宙学上两次重大进展都是理论走在前面,可见理论的巨大威力,可见人类的巨大的认识能力。
宇宙从热大爆炸到膨胀而冷却的景象,和我们今天所有的观测证据相一致。
[ 7] 而且为科学界所公认。
建立在广义相对论和宇宙学原理基础上的大爆炸宇宙学,虽然有很大的成就,然而也包含着宇宙起源于“奇点”的疑难,引起了现代宇宙学论者们的极大兴趣.1.3 再往后,科学家又发现了黑洞中的奇点与量子效应当代最杰出的物理学家霍金在1973 年研究了黑洞附近的量子效应,用量子效应抹平了黑洞中的奇点。
首先,我们了解什么是黑洞。
黑洞是恒星演化周期中的一个阶段。
一般说来恒星的一生要经过引力收缩阶段(这是恒星的早期阶段) ;主序星阶段(中年期阶段,发光、发热时期) ;红巨星阶段(晚年阶段) ;白矮星、中子星、黑洞阶段(衰老阶段) 。
最后阶段会因恒星的质量不同而不同,若恒星的质量小于1. 5 个太阳质量,其最后变成白矮星,它的体积变小密度增高,其密度达到每立方厘米几万克以至一亿克;若恒星大于1. 5~3 个太阳质量,其结局是中子星,其密度是每立方厘米百万亿克,即相当于原子核的密度,在这种情况下,原子里原来的核外电子几乎全部被挤到原子核里去了,和原来核里的质子结合成中子,这时恒星的全部物质就是中子,恒星便成为中子星;若恒星的质量超过太阳质量的三倍以上,经过超新星爆发抛射物质以后,剩余的物质仍然大于两个太阳的质量的话,那么坍缩的结果就是比中子星密度更高的天体。
这种天体发不出光来,一切东西只能进去,不能出来,包括光线在内,因此人们把它称为黑洞。
[ 8] 一个超重恒星在演化的最后阶段坍缩成为黑洞,因为只有极强的引力而没有压力和它对抗,这种收缩便要无休止地进行下去。
何处是收缩的终点? 何处是收缩的终结? 按照原有理论,收缩是无限的,无限收缩的结果将使这个星球的中心出现一个体积无限小、密度无限大、压力无限大的奇点,看来,奇点是不可避免的。
黑洞就是由这种恒星的坍缩围绕它们的强大的引力场所产生的。
所谓奇点就是说,宇宙的标度因子收缩为“零”的一个数学点。
但是,所有的科学家,包括爱因斯坦,都相信恒星的体积不会收缩为“零”。
[ 9] 我们已知,黑洞是由强大的引力场所形成的。
根据广义相对论,强大的引力场可使光线发生弯曲,在强大的引力场中,光线再也不能逃脱,其他的东西更不能逃脱(人们认为光线是迄今为止速度最快的) ,都会被引力场拉回去。
也就是说“存在一个事件的集合或空间———时间区域,光或任何东西都不能从该区域逃逸而达到远处的观察者”,被称为黑洞,其边界称着事件视界,它和刚好不能从黑洞逃逸的光线的轨迹相重合。
在黑洞中,存在无限大密度和空间———时间曲率的奇点。
这和时间开端时的大爆炸相当类似,只不过它是一个坍缩物体的时间终点而已。
由于引力坍缩所形成的奇点能发生在像黑洞这样的地方,而不被外界看见。
恒星的坍缩的快速运动表明,其释放出来的引力波使之越来越接近球型,最终演变成一种能够旋转、但不能搏动的态。
黑洞的大小只与其质量和旋转速度有关。
旋转的黑洞产生一类似地球上的磁场,落入的物质会在黑洞附近产生能量非常高的粒子,该处磁场强,以至于将这些粒子聚集成沿着黑洞旋转,在相当于地球南北极方向上往外喷射的射流。
广义相对论预言,运动的重物会导致引力波的辐射,任何运动中的能量都会被引力波的辐射所带走。
霍金等人研究,按照量子力学的不确定性原理,旋转黑洞产生并辐射粒子(以量子形式辐射) , 辐射的温度只依赖于黑洞的质量———质量越大,则温度越低。
通常认为黑洞只吸收物质,为什么会发射粒子呢? 量子理论告诉我们:往外喷射的粒子,不是从黑洞里面出来的,而是从紧靠黑洞的事件视界的外面“空”的空间里出来的! 这里的“空”是“真空”,不是虚空,它有丰富的物理内容。
真空中充满着“虚粒子”,正反虚粒子对不断产生,又不断湮灭,因此不能直接观测到它们的存在。