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解释
在多元化的汉语中，“宇”代表上下四个方向，即所有的空间，“周”代表所有的时间，即所有的时间，“宇”代表无限的空间，“周”代表无限的时间。所以“宇宙”这个词就有了“所有时间和空间”的意思。将“宇宙”的概念与时空联系起来，体现了中国古人独特的智慧。“宇宙”一词源于《庄子》一书，“宇”指一切空间，包括东、南、西、北，无边无际；“周”指的是所有的时间，包括过去和现在，没有开始也没有结束。宇宙是万物的总称，是时间和空间的统一。宇宙是一个物质世界，不以人的意志为转移而客观存在，处于不断的运动和发展之中。宇宙是多样统一的，它包含了一切，是一切时空的统一。没有时间和空间，就不会有任何东西。所以它包含了一切。
起源
所谓大爆炸理论，简单来说就是宇宙是由一个火球在一开始爆炸形成的。现代科学研究发现，宇宙不是永恒的，但宇宙的历史是不断膨胀的。
。宇宙的不平衡最早是由一位德国医生发现的。当他观察夜空中的星星时，他发现由于重力的原因，每个星球之间的距离并不接近。那么，恒星之间一定有另一种力抵消了它们的引力。他假设这种现象是宇宙在不断膨胀。后来科学家发现了红移现象，即遥远行星射向地球的光多为红光，而近距离的光则以紫光为主。这说明行星离地球很远。然后爱因斯坦提出了广义相对论，他提出了加速度不等于零的理论，这个理论包含了宇宙膨胀的理论。1931年，美国天文学家用先进的天文望远镜发现，银河系之外还有很多星系，而且在不断膨胀，这让宇宙膨胀理论得到了证实。在20世纪40年代，科学家预测宇宙是由大爆炸创造的，所以宇宙爆炸后一定会有一些残余物质留在太空中。这个遗产就是电子波(辐射波)，它代表了零下273度左右的温度。这个假设当时没有得到证实。20世纪60年代，贝尔实验室的科学家们在架设用于电信研究的天线时，发现他们不断听到噪音，而这种噪音所代表的温度约为零下260度。与此同时，普林斯顿大学的物理学家也在从理论上寻找大爆炸的余波。后来，工作和研究两个小组共同声明，这个天线接收到的噪音是宇宙大爆炸的余波，其温度约为零下270度。这个出版物证实了宇宙大爆炸的理论。
大爆炸理论
大爆炸只是一个理论，是基于天文观测和研究的麦哲伦云[NGC 265]。
是的。大约6543.8+05亿年前，宇宙中所有的物质都高度集中在一点，具有极高的温度，导致了巨大的爆炸。大爆炸后，物质开始向外膨胀，形成了我们今天看到的宇宙。大爆炸的整个过程是复杂的，现在我们只能在理论研究的基础上描述古代宇宙发展的历史。在这15亿年里，星系团、星系、我们的星系、恒星、太阳系、行星、卫星等等相继诞生。现在我们看到的和看不到的所有天体和宇宙物质都形成了今天的宇宙形态，人类就是在这种宇宙进化中诞生的。
宇宙的不断膨胀
科学家认为它源于6543.8+037亿年前的一次不可思议的爆炸。这是不可想象的能量爆炸。宇宙边缘的光到达地球需要6543.8+02亿年。大爆炸发出的物质在太空中漂移，由许多恒星组成的巨大星系就是由这些物质组成的。我们的太阳是无数恒星中的一颗。原本人们想象宇宙会因引力而停止膨胀，但科学家发现宇宙中存在一种“暗能量”，会产生一种排斥力，加速宇宙膨胀。大爆炸后的膨胀过程是引力和斥力的斗争，爆炸产生的动力是一种斥力，使宇宙中的天体远离。天体之间有引力，会阻止天体远离，甚至试图让它们彼此靠近。引力与天体质量有关，所以宇宙在大爆炸后最终是膨胀还是停止膨胀进而收缩，完全取决于宇宙中的物质密度。理论上存在一个临界密度。如果宇宙中物质的平均密度小于临界密度，宇宙就会不断膨胀，这叫开宇宙；如果物质的平均密度大于临界密度，膨胀过程迟早会停止，然后就会收缩，这就是所谓的封闭宇宙。问题看似简单，实则不然。理论计算的临界密度为5× 8-30g/cm3。但是要确定宇宙中物质的平均密度并不那么容易。星系之间有广阔的星系间空间。如果将目前观测到的所有发光物质的质量均匀分布在整个宇宙中，平均密度仅为2× 10-31g/cm3，远低于上述临界密度。但种种证据表明，宇宙中仍存在未被观测到的所谓暗物质，其数量可能远远超过可见物质，这给平均密度的确定带来了很大的不确定性。因此，宇宙的平均密度是否真的小于临界密度，仍然是一个有争议的问题。不过，目前来看，更有可能是打开宇宙。当恒星演化到后期，会将一些物质(气体)抛入星际NGC 5139半人马座ω。
这些气体可以用来形成下一代恒星。这个过程中气体可能会越来越少(不确定这个过程会减少这个气体。)。因此不会产生新的恒星。10 14年后，所有的星星都会失去光彩，宇宙变得一片黑暗。同时，恒星会因为相互作用而不断逃离星系，星系也会因为能量的损失而收缩。这样一来，中央部分就会产生一个黑洞，它会吞噬从它身边经过的恒星而长大。根据质量和能量守恒定律，形成恒星的气体不会减少而是转化为其他形式。所以新的恒星可能一直在产生。)10 17 ~ 10 18年后，留给一个星系的只有黑洞和一些零散的死星。此时，构成恒星的质子不再稳定。10 32年后，质子开始衰变为光子和各种轻子。10 71年后，这个衰变过程完成，宇宙中只剩下光子、轻子和一些巨大的黑洞。10 108年后，高能粒子将通过蒸发从巨大的黑洞中逃逸。宇宙将陷入黑暗。这可能是宇宙“末日”到来时的场景，但它仍在不断地、缓慢地膨胀。(但是质子是否会衰变还没有定论，所以根据质量和能量守恒定律。宇宙中的质量和能量会不断变化。封闭宇宙的末日会发生什么？在封闭的宇宙中，膨胀过程的结束时间取决于宇宙的平均密度。如果假设平均密度是临界密度的两倍，那么根据一个简单的理论模型，400-500亿年后，当宇宙半径膨胀到目前大小的两倍左右时，引力将开始占上风，膨胀将停止，然后宇宙开始收缩。在未来，情况几乎就像一部放映后倒放的宇宙电影，大爆炸后宇宙发生的所有重大变化都将被逆转。在收缩了数百亿年后，宇宙的平均密度大致回到了现在的状态。但是，远离地球的星系的退行会被更靠近地球的运动所取代。再过几十亿年，宇宙的背景辐射会上升到400 kHz，并继续上升，所以宇宙会变得非常热，非常致密。在坍缩过程中，星系会相互融合，恒星会频繁碰撞。这些结局只是假设性的推论。近年来，一批西方天文学家发表了关于“宇宙无始无终”的新结论。他们认为，宇宙既没有“诞生”日，也没有终结日，而是在一次又一次的大爆炸中运动，永无止境。至于“宇宙无始无终”的新理论是否正确，科学家认为有望在几年后得到国际天文学界的验证。
宇宙的创造
1.一些宇宙学家认为，膨胀模型最彻底的改革可能是观察到宇宙中所有的物质和能量都是从无到有产生的。这个观点之前不被人们接受是因为有很多守恒定律，尤其是重子数守恒和能量守恒。但随着大统一理论的发展，重子数可能是不守恒的，宇宙中的引力能大致可以说是负的，精确地抵消了非引力能，总能量为零。所以不存在已知守恒定律阻止从无到有观察宇宙演化的问题。这种“无中生有”的观点在哲学上包括两个方面:①本体论。认为“无”就是绝对的虚无是错误的。这不仅违背了人类已知的科学实践，也违背了暴胀模型本身。根据这个模型，我们研究的观测宇宙只是整个暴涨区域的一小部分，在观测宇宙之外并不是绝对的“一无所有”。目前观察宇宙的物质是由假真空状态释放的能量转化而来的。这种真空能量只是物质和能量的一种特殊形式，并不是从绝对的“无”中创造出来的。如果进一步说，这种真空能量来源于“无”，那么整个观测宇宙归根结底来源于“无”，那么这种“无”只能是一种未知形式的物质和能量。②认识论和方法论。暴胀模型中涉及的宇宙概念是自然科学中的宇宙概念。再庞大的宇宙，作为一个有限的物质系统，也有其产生、发展、消亡的历史。暴胀模型将传统的大爆炸宇宙学和大统一理论结合起来，认为观测到的宇宙中物质和能量的形式不是永恒的，应该研究它们的起源。它把“虚无”看作是未知的物质和能量形式，把“虚无”和“存在”看作是一对逻辑范畴，讨论了我们的宇宙是如何从“虚无”——一种未知的物质和能量形式，变成“存在”——一种已知的物质和能量形式的，在认识论和方法论上有一定的意义。2.宇宙是如何起源的？空间和时间的本质是什么？这是古代哲学家和现代天文学家苦苦思索了两千多年的问题。在哥白尼、赫歇尔、哈勃从太阳系、银河系、河外星系探索宇宙的三部曲之后，宇宙学不再是深奥难懂的抽象哲学反思，而是建立在天文观测和物理实验基础上的现代科学。目前在学术界有较大影响的“大爆炸宇宙论”是由比利时数学家勒迈特于1927年提出的。他认为宇宙的原始物质集中在一个超原子的“宇宙蛋”中，在一次无与伦比的大爆炸中分裂成无数碎片，形成了今天的宇宙。1948年，俄裔美国物理学家加莫夫等人绘制了15亿年前一次大爆炸后，宇宙从密集而炽热的奇点到一系列元素，最终形成行星和星系的整个膨胀演化过程的详细图景。但是这个理论有很多困惑。宏观宇宙是相对无限的。“大爆炸宇宙学”假设宇宙起初只是一个点，但在其周围是一片空白，即迄今为止人类无法确定其范围和质量的宇宙被压缩在一个非常小的空间内，这只是一种猜测。而且，考虑到能量和质量成正比，一个小点突然无缘无故爆发到浩瀚宇宙中的能量从何而来？人类把地球绕太阳公转设定为测量时间-年份的标准。但是宇宙中所有天体的运动速度是不一样的，宇宙中没有时间的度量。比如地球上东西南北方向的概念，在宇宙中没有任何意义。既然对于宇宙来说年的概念是不存在的，那么大爆炸宇宙学如何利用年的概念来计算宇宙的确切年龄呢？1929年，美国天文学家哈勃提出了星系红移与星系间距离成正比的哈勃定律，并推导出星系间距离较远的暴胀宇宙理论。哈勃定律只是说明，离地球越远，星系运动越快——星系的红移与星系的距离成正比。但他未能发现另一个重要的点——星系的红移也与星系的质量成正比。宇宙中星系之间的距离非常非常远，光的传播会因为空间物质的吸收和阻挡而逐渐减弱。那些运动速度较快的星系是质量较大的星系。质量大，能量辐射强。所以我们观测到的红移很大的星系当然是质量很大的星系。这就是被称为类星体的遥远星系由于其巨大的质量而产生巨大红移的原因。另外，那些质量小、能量辐射弱的星系(除了少数靠近银河系的星系，如大小麦哲伦星系)很难观测到，所以我们现在看到的大部分星系都是红移的。由于银河系中的恒星距离地球较近，大小恒星都能看到，所以恒星的红移和紫移数量大致相等。星系红移少紫移的另一个原因是，宇宙中所有的物质结构都是在一定范围内围绕一个中心做环形轨道运动，而不是像大爆炸宇宙学中描述的那样，从一个中心向外围做直线径向运动。所以从地球上看到的紫移星系范围很窄，数量很少。它们只能是和银河系同方向运动的星系，而且正面比银河系小。后方比银河系大的星系。未来只有发展更高分辨率的天文观测仪器，才能看到更多的紫移星系。当宇宙中物质分布不平衡时，局部物质结构会不断膨胀收缩，但宇宙整体结构的相对平衡不会改变。仅仅通过部分(不是全部)观测星系与地球的距离，不能说宇宙整体在膨胀或收缩。就像地球上的海洋在重力作用下不断升降的潮汐现象，并不意味着海水总量在增加或减少。1994年，美国卡内基研究所的弗里德曼等人通过估算宇宙的膨胀速率计算出宇宙的年龄，得到了80 ~ 12亿年的年龄计算值。但根据恒星光谱分析，宇宙中最古老的恒星年龄为140 ~ 16亿岁。恒星比宇宙古老。1964年，美国工程师彭齐亚斯和威尔逊探测到了微波背景辐射，这是由于充满空间的各种物质之间的能量转移效应。宇宙中物质的辐射无时无刻不在，3K或5K的温度值只是人类根据自己的判断而设计的一种度量。这种能量辐射现象只能说明宇宙中的物质由于引力的作用在大尺度空间的整体分布是比较均匀的，星际空间中确实存在大量我们目前观测不到的“暗物质”。至于大爆炸宇宙学中氦的丰度，氦本来就是宇宙中极其丰富的原子结构，仅次于氢。它在空间中的百分含量和其他元素的百分含量也是物质结构分布规律中很常见的物理现象。在宇宙的大尺度范围内，不仅氦的丰度相似，氢、氧等其他元素的丰度也相似。而且各种元素是随着不同的温度和环境不断变化的，并不总是保持一张脸，所以微波背景辐射和氦丰度与宇宙起源没有必然联系。大爆炸宇宙学面临另一个难题。如果宇宙无限膨胀，最后的结局会是什么？德国物理学家克劳修斯指出，能量从非均匀分布到均匀分布的变化过程适用于宇宙中所有的能量形式和事件。在任何给定的物体中，都有一个基于其总能量与温度之比的物理量。他把这个物理量命名为“熵”，孤立系统中的“熵”往往会永远增加。但是宇宙中总会有高熵和低熵的区域，不可能有绝对统一的状态。所以那种认为当“熵”的水平不断上升，达到最大值时，宇宙就会进入一种永恒的死一般的寂静状态，“热寂静”的最终结果就是把我们现在能观测到的宇宙的一部分，当成了对整个宇宙的误解。根据天文观测数据和物理理论，描述宇宙的具体形态。星系的形态特征对于研究宇宙的结构非常重要，从星系的运动规律可以推断出整个宇宙的结构形态。星系* *的圆形涡旋结构是整个宇宙的缩影，那些椭圆、棒旋等不同的星系形状只是星系年龄和观测角度不同造成的视觉效果。奇妙的螺旋是自然界中最常见、最基本的物质运动形式。这种螺旋现象对理解宇宙的形态有重要的启发作用。大到旋涡星系，小到DNA分子，都是在这个旋涡中产生的。自然界不承认直线形式，自然界所有物质的基本结构都是曲线运动的圆形。从原子、分子到行星、星系，再到星系团、超星系团，毫无疑问，浩瀚的宇宙就是一个大旋涡。因此，建立一个“宇宙螺旋运动模型”，比“宇宙”作为所有物质的总和，脱离曲线运动模型，以直线从一个中心向四面八方无限拉伸的“大爆炸模型”，更能反映宇宙的真实结构。
大爆炸宇宙模型
(大爆炸模型)是公认的宇宙演化理论。主要观点是，宇宙是由一个“大爆炸”从一个极高温度和密度的状态中创造出来的。至少发生在6543.8+00亿年前。这个模型基于两个假设:第一个是爱因斯坦的广义相对论，可以正确描述宇宙物质的引力效应；二是所谓的宇宙学原理，即宇宙中观察者看到的东西与观察的方向或位置无关。这个原理只适用于宇宙的大尺度，也意味着宇宙是无边无际的。所以宇宙大爆炸源并不是发生在空间的某一点，而是同时发生在整个空间。有了这两个假设，我们就可以从某个时间(称为普朗克时间)开始计算宇宙的历史，但在此之前，究竟是什么物理定律在起作用，现在还不清楚。此后，宇宙迅速膨胀，密度和温度从最初的极高状态降低。然后，一些表明质子衰变的过程也使得物质的数量远远超过反物质，就像我们今天看到的。很多基本粒子也可能出现在这个阶段。几秒钟后，宇宙温度降低，形成一些原子核。这个理论还预言可以形成一定数量的氢、氦、锂等核素，丰度与今天看到的一致。大约654.38+0万年后，宇宙进一步冷却，开始形成原子，而充满宇宙的辐射在太空中自由传播。这种辐射被称为宇宙微波背景辐射，已经被观测证实。除了原始物质和辐射，大爆炸理论还预测宇宙应该充满中微子，中微子是无质量或不带电的基本粒子。现在科学家们正在努力寻找这种物质。大爆炸模型可以统一解释以下观测事实:(a)理论认为所有的恒星都是在温度下降后诞生的，所以任何天体的年龄都应该比温度下降到今天的时期短，也就是不到200亿年。对各种天体年龄的测量证明了这一点。(b)观测到河外天体的谱线有系统性的红移，红移大致与距离成正比。如果用多普勒效应来解释，那么红移就是宇宙膨胀的反映。(c)氦在各种天体上相当丰富，大部分是30%。恒星核反应的机制不足以解释为什么会有这么多氦。根据宇宙大爆炸理论，早期的温度很高，产生氦的效率也很高，可以解释这个事实。(d)根据宇宙膨胀速度和氦丰度，可以具体计算出各个历史时期的宇宙温度。根据大爆炸理论，宇宙诞生于654.38+037亿年前的一个微小点，从这个微小点诞生了时空、质量和能量，使小的物质粒子聚集成大质量的物质，最终形成星系、恒星和行星。在大爆炸之前，宇宙中没有物质，没有能量，甚至没有生命。但是，大爆炸理论无法回答大爆炸之前的宇宙是什么样的，或者说大爆炸的原因是什么？根据大爆炸理论，宇宙没有开端。只是一个循环的过程，也就是宇宙的创造和毁灭以及重生的过程。这只是一个想法，不是一个完美的理论。
大爆炸的论点
虽然大爆炸理论并不成熟，但它仍然是宇宙形成的主流理论。关键是目前有一些证据支持大爆炸理论。比较传统的证据如下:(a)红移从地球的任何方向看，遥远的星系都在离我们而去，所以可以得出宇宙在膨胀的结论，离我们越远的星系膨胀越快。(二)哈勃定律哈勃定律是关于星系间速度和距离的某种关系。它仍然解释了宇宙的运动和膨胀。V=H×D，其中V(公里/秒)为出发速度；H(Km/sec/Mpc)是哈勃常数，为50；D(Mpc)是星系之间的距离。1 MPC = 326万光年。(c)模型预测氢和氦的丰度为氢25%,氦75%,这已得到实验证实。(d)微量元素的丰度对于这些微量元素，模型中的估计丰度与测量的丰度相同。(e)3K宇宙背景辐射根据大爆炸理论，宇宙因膨胀而冷却，现在的宇宙中应该还有当时产生的辐射余烬。在1965，测量了3K的本底辐射。(f)背景辐射的痕迹不均匀性证明了宇宙的初始状态是不均匀的，这也是现在的宇宙和现在的星系、星系团产生的原因。(g)宇宙大爆炸理论的新证据2000年2月，在英国杂志《自然》上，科学家们说他们发现了新的证据，可以用来证实宇宙大爆炸理论。长期以来，有一种理论认为，宇宙原本是一个质量很大，体积很小，温度极高的点，然后这个点爆炸了，随着其体积的膨胀，温度不断降低。时至今日，宇宙大爆炸之初的宇宙中仍残留着被称为“宇宙背景辐射”的宇宙射线。在分析了数十亿年前宇宙中遥远的气体云从类星体吸收的光后，科学家发现其温度确实高于今天宇宙的温度。他们发现背景温度大约是零下263度。89摄氏度，高于目前《宇宙温度》中的实测温度-273.33摄氏度。