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宇宙在膨胀

宇宙在不断膨胀,那么宇宙的外面又是什么呢?

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2018-05-26

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     哈勃研究了斯莱弗的数据后,在1929年得出了结论,所有离我们很远的星系都在远离地球而去,距离地球越远,离开的速度就越快。如果一个星系与我们的距离是另一个星系的2倍,那么这第一个星系就在以2倍于第二个星系的速率离我们而去。
  这就是天文学中的“哈勃定律”。如果星系之间没有相互作用,不存在万有引力,或万有引力非常微弱,那么显然哈勃定律将适用于所有星系。  但是由于星系与星系之间的距离靠得很近时,哈勃定律就不适用了,星系间的引力会使星系有彼此靠近的趋势,从而抵消了它们相互的远离。
  这就是为什么其它星系都远离银河系,而仙女座却正在靠近我们的原因。而在一个星系内部,各恒星之间的引力也使哈勃定律在短距离上不适用。    哈勃定律描述的是一个现象,如何解释这个现象才是更关键的。
    我们不妨用地球来做个假想实验。假设地球半径1小时增大一倍,那么地球表面两点间的距离也会在1小时内延伸一倍。那么,距离我们所在城市100千米的城镇在这一个小时中,是以每小时100千米的速度远离我们的;而对于距离我们所在城市200千米的城镇,它的退行速度是每小时200千米。
    而且,我们向四周望去,地球上所有的东西都在远离我们而去。那么,把这个实验套用在宇宙中,我们就会明白,看似所有的星系都在离我们而去,而且距离越远,跑得越快,是因为这些星系所处的空间——宇宙正在膨胀。
  只有认为宇宙正在膨胀,我们才能解释哈勃定律。   1923年,哈勃通过造父变星测出了仙女座星云的距离,是100万光年。  在他之前,美国著名天文学家沙普利测出银河系的宽度是30光年。
  沙普利认为银河系就是整个宇宙,在银河系的边缘,漂浮着一些星云。而哈勃的新数据表明,那些星云距离地球是如此地遥远,将宇宙局限于银河系的体积范围内,是有点坐井观天了。那些所谓的星云,应该是与银河系一样的星系,只是距离太遥远,在我们的视野中仅能呈现云雾状。
    正是由于对宇宙中星系的研究,哈勃获得了“星系天文学之父”的美誉。哈勃也为自己的成就自豪,渴望能够获得科学家的最高荣誉——诺贝尔奖,可惜诺贝尔奖没有设立天文学这一奖项。1953年,当评奖委员会正考虑授予他诺贝尔物理学奖时,哈勃逝世了。
     事实上,天才爱因斯坦在1916年就建立了一组描述整个宇宙特性的方程组,作为他相对论的一部分。  这些方程组表明宇宙将会不断地扩大,但是爱因斯坦却并没有向世人宣布这个惊人的推论,反而在自己的公式中设立了一个宇宙常数,来抵消这种膨胀的趋势。
  有人认为爱因斯坦并没有意识宇宙膨胀这种可能性,但是以爱因斯坦这么聪明的大脑,对自己方程组的理解应该是很深入的。真实的原因可能是他不愿意承认宇宙——确切地说是空间——正在不断地膨胀,也许他不愿意让人类遭受如此巨大的“惊吓”。
    天才总是让人难以理解。   倒也不是所有人都对大爆炸理论感到害怕,比如说,宗教人士这次就表现出极大的兴趣。按照《圣经》上的说法,上帝说:“要有光。”于是世界就一片光明。
  现在伽莫夫说:“要爆炸。”于是宇宙就诞生了。这个理论与宗教上的创世说非常相象,因此教会迫不及待地接受了这个构想。  1951年11月,教皇在一次会议上公开宣布,凡是支持大爆炸理论的科学家,都理所当然地是罗马教廷的朋友。
  
  教会向科学界中的一部分人挥动着橄榄枝。另一批欢迎大爆炸理论的人是某些持唯物主义思想的政治人士,他们宣称,在科学家们提出大爆炸理论之前,这些政治哲学家的某位领袖已经谈到了宇宙的诞生。  看来,想将科学理论据为己有的人还真不少,他们背后的动机科学界还是要警惕的。

2018-05-26

51 0

    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。
     各种学说都有道理,越看越晕,不去考虑。我们应该赶不上宇宙收缩了,估计地球都赶不上了。哈哈 。

2018-05-26

48 0

    宇宙的外面我认为是‘无’,那个时候整个宇宙就是一个点,除了它之外就没有什么空间了。而现在那个所谓的承载宇宙的空间本身就是奇点炸出来的,而炸出的所有空间就是宇宙。就像一个没充气的气球,它的整个体积只有那么大,当你往里充气时它的体积就又变成那么大的体积,这就是空间和宇宙的关系吧!! 也许,宇宙就是那么大,整个世界(所有的物质世界)也就是那么大。
    宇宙的外面是‘无’。不过,这有很多人无法接受,毕竟在我们的世界里还没有出现一个有限的东西外面是‘无’的情况。不然,只要是在一个有限的空间内,外面就必定还有一个空间,总觉的太牵强。
  那么,科学家就不必在去争论什么有限的或是无限的了。因为,一个有限的空间外肯定还有空间,那么人人都还在争论什么。   也许我们可以从黑洞的角度来看宇宙,宇宙是在大爆炸后才形成的,而在大爆炸之前(既是由宇宙蛋爆炸前),我们这里先不考虑宇宙蛋之前的。
  据科学家认为现在的宇宙约有90%是暗物质,而当宇宙中的暗物质达到约99%宇宙就会走向大收缩,而之所以会大收缩的前提是宇宙必须是有限的,不然无限不可能会有这个概念。  这样的话,我们就可以另一方面的证明宇宙是有限的。
  当然,要说宇宙的外面是什么?我们很难去理解,就像上面说的一样,‘无’的世界很难去理解。所以,就有很多人就本能的去抵制它(‘无’的状态)的存在。所以,就有那么多人去寻求或许永远也不可能有结果的答案。
  当然了,这也只不过是我的猜想。   不过,有时我也会去想象一下在以承认宇宙有外面的前提下,宇宙的外面是什么。还是根据黑洞来解释。我们可以根本的了解黑洞的对于宇宙的影响。
  黑洞也是有一定的影响力,或许,我们现在很多人所说的我们这个宇宙其实就是巨大空间内的一个超级大黑洞爆炸而成的,既是说,这个黑洞只不过是一个超级大宇宙内的天体,这个超级大宇宙是唯一的宇宙,而我们现在所讨论的‘宇宙’(后面统一称子宇宙)其实只不过是这个超级大宇宙(母宇宙)中的一个空间。
    在这个超级大宇宙中还存在着许多类似我们存在的‘子宇宙’。而在许多个类似我们存在的宇宙之间是一些有着巨大抵抗里的物质。说到这里,我们就要去解释为什么我们的‘子宇宙’外面有一堵‘墙’。
  我们可以设想一下,把一个炸弹放置在一个有足够承受力的铁桶里,当炸弹爆炸时,受力最大的就是铁桶的桶壁。  反过来看看,当我们的‘子宇宙’还是一个黑洞时,在它突然一天发生了大爆炸,使得外面本来有着巨大的抵抗力的空间被受到了巨大的影响。
  当然,这个空间还是能承受住这个爆炸力。所以,这堵‘墙’是由于巨大力的影响下被撑出来(在这里,我还有一个观点,可能在这个巨大黑洞发生大爆炸时把很多的物质喷发出而又由于爆炸力的影响,这些物质被‘镶镀’到这个空间外,由于爆炸力十分大,使得这些物质的密度相当大,所以就具有了相当大的斥力的‘墙’类似于为我们宇宙加了一层保护膜,免受外面空间物质的侵袭,而剩下的物质就形成了我们的‘子宇宙’里的天体先总结一 下,那么我们所存在的宇宙的外面其实就是子宇宙以及子宇宙与子宇宙之间那个有巨大抵抗力间质。
    而这些都存在与那个巨大承载这些宇宙空间内。 第2种观点有点乱,希望你能看清楚。(本人语文表达能力不强) 补充一下,我们现在来看看那些子宇宙间质为什么有着那么大抵抗力。
  这点上,我认为有两种可能性,要么是还是一种‘无’的状态。这种‘无’本生就是虚无的,要从一个虚无状态向有的状态过渡,需要很大的力量。  要么就是这些物质是由反物质组成的世界,在正物质与反物质的之间的特性下,造成了该间质的特性。
   还有,我们也可以说一下,该间质的另一特性,那就是弹性。当大爆炸的它的作用力完全消失后,该物质就会马上恢复到原来的样子。而该现象都发生在宇宙大收缩后。当我们的子宇宙重新变成一个大黑洞时,可能经过N亿年的时间子宇宙外的间质开始变会原来的形状。
    这些间质会会填充一切空间(就像空气会填充一切真空一样)。所以,这个大黑洞会受到间质的不断挤压。物极必反,最终,黑洞又发生新了轮的大爆炸。不然,照我们了解到的黑洞,它不会爆炸,只会蒸发。
   我想我只能这么认为。 。

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