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宇宙起源

宇宙的起源是什么?
宇宙的起源是什么?
提示:

宇宙的起源是什么?

宇宙的最初源头是一个奇点,即所谓的“宇宙蛋”,它凝聚了所有的时空质能,孕育着未来物质世界的一切,包括天体和生命。大约150亿年以前,宇宙蛋在一场无与伦比的大爆炸中猝然爆发。大爆炸震撼出时空,物质世界破壳面出,宇宙史的纪元从此开始。 刚刚诞生的宇宙,空间从无到有并急剧猛增,仅仅10-32秒后,就暴胀到大约1光年的直径。在1 秒钟时,由于大爆炸产生的极强高能辐身均匀地充满整个空间,宇宙成为100亿k高温的熔炉,所有物质被熬成一锅基本粒子汤。 紧接着,一场肆虐的原始宇宙风暴开始了,基本粒了之间发生猛烈撞击,中了熔入质子形成了氦核。这个过程延续了大约三分钟,直至所有的中子消耗殆尽为止。有约22%质量的物质聚合成氦核,余下的物质几乎为没有聚合的质子,即氢核,仅有十万分之几属于同位素氦3和氘,百亿分之几归之于锂。原始星云形成。 星系形成 构建原始宇宙的原生物质(主要是约78%的氢和22%的氦)的产生过程,在宇宙史的最初三分钟便告完成;在此后宇宙由于膨胀面冷却,如此大规模的核合成过程再也不可能发生了,而小规模的核合成也只有等到恒星产生以后。初生宇宙的空间充斥着极强壮的高能辐射,炽热惊人。原生物质氢核和氦核均匀分布在整个太空,它们之间的引力微弱,远不足以克服巨大的扩散压力和辐射压,因此列法凝聚成团。看来要打破这种物质均匀分布的状态,还有竺宇宙冷却到足够的程度。 光阴一分分,一年年地流逝着,30万年过去,宇宙的温度温度隐降到了4000K,然而其均匀状态依然如故;1000万年过去,宇宙中高能辐射冷却变成微波背景辐射,氢核和拟核形成了各自的原子,原子间的引力也终于战胜扩散压力和辐射压,在它的作用下渐渐形成了一个个物质密度较大的地区,并继续向中心收缩;原始星云就这样形成了。在宇宙诞生1000万年以后,由氢拟两种元素构成的巨大原始星云弥漫着太空,虽然非常稀薄,却表明宇宙物质不再处于均匀分布的状态,这预示了宇宙星光灿烂的未来。 恒星形成 原始星云在引力的作用下继续向中心聚集,并因星云间的潮汐作用开始旋转,渐渐形成一双凸透镜的形状。星云收缩使引力不断增强,从而促使旋转不断加速,而旋转加速又导致星云缘不稳定,从而裂成两个旋臂。旋臂上发生局部的凝结,每个凝块具有适当体积,可以在我们所见的恒星狭小限度内形成恒星。 以上过程不断进行着,整个星云最终演化成星系。宇宙中最初形成星系的时间大约是大爆炸后十亿年。通过哈勃太空望远镜,可以发现在我们星系以外的遥远空间里正在形成的其它星系,那正是几十亿年前形成这些星系的情形。目前用天文望远镜观测的星系总数须以10亿来计算,我们所在的银河系只是其中的普通一员而已。这些星系都是庞大的恒星集团,且距离我们极其遥远,因此称之为“岛宇宙”。十几个或几十个星系由引力维系在一起,组成星系团;随着宇宙的膨胀,星系团间正彼此远离。 恒星的生命历程 恒星是宇宙物质凝聚到一定程度的产物,它起源于旋涡星云臂上的一块区域。在这块区域物质较密集的部分,由于自身的引力较强,就会使物质聚集得更快,温度也上升更快,旋转得更快。这一过程逐渐加剧,当某一区域的中心温度上升到约1000万k时,就会引发热瓜反应,向外发放辐射,恒星的生命历程便开始了;而旋转速度达到一定值时,恒星就会分裂成互相绕行的双星或多星。 双星(或多星)是恒星演化的正常规程,而伴有行星的单星(例如太阳)则是恒星演化中极其罕见的事件,大约在十万个恒星中才有一个,它的起源过程至今仍然只是一个猜想:在恒星演化的某一早期阶段,两个气体星运行到彼此邻近时,便产生了潮汐波。及至两星接近到某一临界距离时,这潮汐波即射出长臂状的物质,然后再裂成具有适当大小与特性的物体,形成像地球这样的行星。起源于原始星云中的恒星为第一代恒星,它们是由原生物质组成的气体星球。宇宙史纪元50亿年时,第一代恒星产生了,它们照亮了幽暗的太空,从此一个新的宇宙时代来临了。 恒星的生命历程 恒星形成后开始进入生命周期中的氢燃烧阶段,氢的原子核聚变成氦,并向外发放光和热。当恒星中的氢消耗掉10%时就发生收缩,恒星中心部位的温度升高到1 亿k以上。同时,由于恒星内部的活动,恒星外层被中心区域推开,膨胀的恒星变成一颗红巨星。于是,在星球密度很大温度极高的中心部分开始发生氦的燃烧,氦核聚变成铍,碳和氧。这一阶段一直延续到恒星中心部分的氦消耗殆尽,碳和氧所占的比例大致相等时才结束。氦的燃烧阶段结束时,星球中心区域收缩,温度重新上升。在一些质量足够大(质量至少是太阳的4倍)的恒星里,中心的温度可以达到10亿k,碳和氧的燃烧得以开始,结果形成了钠,镁,硅和硫等元素。当恒星中心部分的碳和氧消耗殆尽并富含硅时,便开始了硅的燃烧阶段,硅转化成硫,氩和其它一些更重的元素。如果恒星通过收缩,能使内部温度升到30亿

宇宙的起源? 宇宙的起源是什么呢?
提示:

宇宙的起源? 宇宙的起源是什么呢?

宇宙大爆炸理论是现代宇宙学的一个主要流派,它能较满意地解释宇宙学的一些根本问题.宇宙大爆炸理论虽然在20世纪40年代才提出,但20年代以来就有了萌芽.20年代时,若干天文学者均观测到,许多河外星系的光谱线与地球上同种元素的谱线相比,都有波长变化,即红移现象.
  到了1929年,美国天文学家哈勃总结出星系谱线红移星与星系同地球之间的距离成正比的规律.他在理论中指出:如果认为谱线红移是多普勒效果的结果,则意味着河外星系都在离开我们向远方退行,而且距离越远的星系远离我们的速度越快.这正是一幅宇宙膨胀的图像.
  40年代美国天体物理学家伽莫夫等人正式提出了宇宙大爆炸理论.该理论认为,宇宙在遥远的过去曾处于一种极度高温和极大密度的状态,这种状态被形象地称为“原始火球”.以后,火球爆炸,宇宙就开始膨胀,物质密度逐渐变稀,温度也逐渐降低,直到今天的状态.这个理论能自然地说明河外天体的谱线红移现象,也能圆满地解释许多天体物理学问题.1964年美国人彭齐亚斯和威尔逊又发现了宇宙大爆炸理论的新的有力证据.
  该理论作为一门发展中的理论,虽然得到了绝大多数科学家的认同,但仍有一些解释不了的问题,需要进一步完善其理论体系.
人类对于宇宙的认识是随着人类文明的进步和科学技术的发展而逐步加深的,并开始科学地探讨宇宙的起源,20世纪初期,科学家提出了“宇宙大爆炸理论”.
  提出并完善这一理论的代表人物是伽莫夫和霍金.
  大爆炸理论的主要观点是:我们的宇宙有开端,是由大约150亿年前发生的一次大爆炸形成的.宇宙从密到稀、从热到冷、不断膨胀,形成了我们的宇宙.最初那次爆发就被称为宇宙大爆炸,这一关于宇宙起源的理论就被称为“宇宙大爆炸理论”.
  根据这一理论,宇宙演化过程起始于大约150亿年前,当时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.突然,这个体积无限小的点在“无”中爆炸了,时空从这一刻开始,物质和能量也由此产生,这就是宇宙创生的大爆炸.
  宇宙演化分为三个阶段:
  第一个阶段:是宇宙的极早期“太初第一秒”.这个阶段的时间特别短,短到以秒来计.宇宙处于一种极高温、高密的状态,除氢核——质子外,没有任何别的化学元素,只由质子、中子、电子、光子等基本粒子混合而成.随着宇宙迅速膨胀,温度急速下降.
  第二个阶段大约经历了数千年,是化学元素形成阶段.此时宇宙间的物质主要是氦、氢等比较轻的原子核和质子、电子、光子等,光辐射很强,但没有星体存在.整个宇宙体系不断膨胀,温度很快下降.
  第三个阶段:是宇宙形成的主体阶段,至今我们仍生活在这一阶段中.宇宙继续膨胀,温度不断降低.宇宙先后形成了各级天体:宇宙间的气态物质逐渐凝聚成星云,并逐渐演化成星系、恒星和行星,再进一步形成各种各样的恒星体系,成为我们今天所看到的五彩缤纷的星空世界.
 宇宙大爆炸理论在它诞生前后得到了一系列天文观测事实的支持,是有实际依据的.例如:星系红移、微波背景辐射、宇宙元素的丰度、宇宙的年龄等,成为大爆 炸理论的重要证据,尤其星系红移就是宇宙膨胀的反映,微波背景辐射是宇宙大爆炸高温的直接遗迹.这些观测事实都使宇宙大爆炸理论越来越受到世人的关注.