A. 一个个关于宇宙的故事
我认为,浩瀚的宇宙应是无边无际无始无终无限大的,即:宇宙已经包含了所有的一切,根本没有什么内外、起源和灭亡问题。宇宙在空间上是无穷无尽的,在时间上是无始无终的。无论你朝那个方向延伸下去都应是无穷无尽没有尽头的,而不可能被什么东西所阻挡,这就是无限的宇宙空间。那种认为宇宙是有边际的说法,我觉得很荒诞,你想如果宇宙是有边际的,那边际究竟为何物呢?难道就没有边际以外了吗?而且既然有边就意味着会有边外,这个问题其实是很难自圆其说的,说宇宙有尽头的人该如何解释呢?唯一的说得通的只能是宇宙是无穷无尽无限大的!宇宙主要由无限的空间所组成,无限大的一个空间怎么会有起源和灭亡问题呢?宇宙中的物质只能是处于一种无限的循环往复之中,生生不息永无穷尽。可以说无限的宇宙对我们来说的确是难以想象的,早已超出了人类的认知范围!但这就是宇宙,一个人类永远也无法解开的迷!
最后强调一下,严格说来宇宙大爆炸只能算是一个假说,是不是真的发生了宇宙大爆炸还有诸多疑问,比如所谓的奇点就是一个十分荒诞的奇点,恐怕谁也说不清楚。因此不必太当真了!
以上个人观点仅供参考!
B. 关于星空宇宙的有关故事
宇宙的诞生我们现在观察的宇宙,其边界大约有1000亿光年。
C. 宇宙的故事
几千年来,人类一直相信宇宙是永恒的。回溯到亘古,夜空中的群星或许早已存在了无限久,而它们也应该会像今夜那样一直闪耀下去,年复一年,直至永远。后来,人们又意识到了我们的地球,太阳,甚至太阳系所在的整个星系,都只是浩瀚星海中的一个普通岛屿而已。整个宇宙从最大的视角上看应该是非常均匀的——我们所处的角落,应该和宇宙中每一个遥远的角落异常地相似,这就是所谓的哥白尼原理(Copernican Principle)。这样,环绕我们的宇宙不仅在时间上无限,在空间上也是无垠的。
然而到了20世纪初,当Einstein试图运用他的广义相对论方程来描述这样一个静态的宇宙时,却碰到了一个问题。当时,Einstein已经理解了物体之间的万有引力其实是物体的质量弯曲周围时空的几何体现。如果向一个静态的均匀宇宙加入星系,恒星,星际气体等等之类的物质,它们就会相互吸引,导致空间必需收缩。这样一来,宇宙无法在时间上永恒地存在下去。于是,无奈的他在方程里添加了人为的一项——一个“宇宙学常数”(the cosmological constant)。这一项引入了充满空间的奇怪的“负压强”,平衡了物质之间的吸引。
可是没过了多久,天文学家Hubble在他的望远镜里惊讶地发现宇宙并不是静态的。通过测量来自遥远星系星光的向红端移动的红移(redshift)效应,他发现所有的星系仿佛都在离我们远去。更奇怪的是,距离我们越远的星系,它们的退行速度就成比例地越大。一个很自然的解释就是,整个宇宙的空间在不断地膨胀,正如被吹大的气球膜上的任何两点,它们间的距离不停地在变大。至于物质之间的吸引,则暂时只能减缓这样的膨胀,因为这种趋势具有巨大的惯性。一个动态的宇宙是革命性的观念,以至于Einstein后悔他引入宇宙学常数是他“一生最大的错误”。
膨胀的宇宙带给人们两个启示。
首先,如果回溯过去,宇宙会比今天要小得多,星系之间曾经彼此靠得很近。宇宙在过去物质分布的密度也会比今天要大,相应地也要比今天热得多。以远小于光速运动的重的物质,简称为物质(matter),它们的能量密度会随时间按照空间体积的反比被稀释。而另一类以光为代表的物质,统称为辐射(radiation),则以光速运动,它们的数量不仅会随着空间膨胀被稀释,它们的波长还相应地被拉长,从而能量变得越来越小。最终,它们的能量密度随时间按照体积4/3次方的反比减小。这样,即使今天宇宙中辐射的量相比于物质来说微不足道,在足够早的过去它却会占主导地位。
D. 讲述宇宙起源的故事是什么
夸父逐日。
夸父逐日是一则汉语成语,最早出自于《山海经·海外北经》。
“夸父逐日”的意思是比喻人有大志,也比喻不自量力。该成语构词方式是主谓式;在句中作定语。
夸父逐日的故事向人们展现了夸父为了族人的幸福而勇于献身的精神,充分地反映了古代先民勇敢地与自然灾害做斗争的事实。这个世界正是有了夸父和无数个与夸父一样勤劳、勇敢、坚定不移、不怕牺牲的人们,前仆后继和奋勇向前,才有了社会的进步、人类文明与科技的发展。
如果人类没有像夸父这样的先驱和开拓者,面对一个个困难与难题都害怕自己做不到而不敢去追求,去尝试,去探索,遇到困难就望而生畏,知难而退,那么今天的我们可能还依然在过着茹毛饮血、刀耕火种的原始生活。
夸父逐日的故事不仅给人以丰富的想象,也给人以多方位的思考。只有重视时间和太阳竞走的人,才能走得更快;而越是走得快的人,才越感到腹中空虚,这样才能需要并接收更多的知识;也只有获得更多的知识,才能和时间竞走,才能不致落后于时间,落后于这个飞速发展的时代。
E. 有关于太空的传说或故事
1,有一天,太空中发生了一件有趣的事。月亮和星星都要到宇宙各地去游玩,只有太阳不肯去,他们就发生了争论。月亮和星星一心想着要去宇宙游玩,太阳劝他们说:你们有很重要的任务还要做呢,要是你们走了,人类世界的人类怎么办呢。
月亮不在乎的说:“切,管他们干嘛,自己做自己想做的事。太阳你也不用管他们的事,你不是很想有个机会去宇宙游玩一下吗。我们一起去吧。你可以看到宇宙美丽多彩的样子。”月亮劝了半天太阳,太阳依然埋头继续工作着,“月亮,既然他都不想去了,我们就不带他了。”
星星说道。月亮对太阳说:“太阳这是你最后的机会,你到底去不去啊?”太阳仍旧寂然无声,星星已经等的不耐烦了,迫不及待地叫月亮走,太阳又说:“快晚上了,我的任务已经完成了,快日落了,该你升起来工作了月亮。”
月亮本来不想升起的,只是情不自禁的升起来,星星慢慢的浮现了出来。太阳对月亮和星星说:“之所以我没有阻拦你们,那是因为你想走也走不掉的,这才是你们应该在地地方。如果你们走了,也没有人会代替你们的。”听到太阳这番话,月亮和星星终于懂了。
2,两夫妻度蜜月去太空旅行,有个隧道不能穿越,谁知他们一不留神穿越了那隧道,不小心到了6500万年前的侏罗纪时代,他们自己却不知。发现一颗星星差点撞上地球,发信号发不出去,于是一着急就用自己乘的宇宙飞船把那颗星星撞偏了。
当这夫妻回到地球,才发现当初撞的那颗星星是侏罗纪时代毁灭恐龙的星星,他们回到地球时,恐龙是智慧人物,而人类只是恐龙的宠物,恐龙在研究本该灭绝的它们为什么没有灭绝,那颗星星怎么偏离了轨道。
3,宇航员去太空探索的故事。用光速去太空的宇航员再次回到地球的时候,看不到地球上的人,一片荒芜,以为人类已灭绝,谁知,因他是光速旅行,回到地球上地球已过了N多万年,在地球发展的过程中,为了节省地球资源,有了微人,微人肉眼几乎看不到。
在发展历程中,微人和宏人发生了冲突,展开了战争,微人胜利,宏人灭绝,彼时,地球上已有120亿的微人。最后,微人领袖对宇航员说,地球上还是可以养活一个宏人的。
4,一个登山爱好者因同行的人出了登山事故心中有阴影,便申请去做船员,因为水离山最远。然而有一天,水中出现了个水山。
他心中永恒的登山欲望再度燃起,决定就爬这个水山,到了山顶,发现了一个宇宙飞船,那船上是另外一个星球的智慧生物,他们给这个登山者说,我们没有恶意,只有想给登到山顶的人说说话,讲讲我们这个星球的故事。
原来,这个星球的生物,一开始就生活在密闭的空间里,周围全部是岩层,他们这个星球的智慧生物就开始往外钻洞,一直钻一直钻,多了N多亿年(数字记不清了),钻到了海,死了很多人,他们有了水的概念,后来制造了防水技术,又开始接着钻洞,从手工,到机械,不断发展,终于钻出了天地。
他们才发现,原来他们那个星球的生物都是在地心生活,说我们这个地球的生物很幸运,一开始就生活在了地球表面。那个星球的文明比地球文明早了好多亿万年,他们问登山者,可视宇宙多大,登山者说宇宙280亿光年。
那个星球的人说,我们只不过是生活在280亿光年的密闭空间里,登山者问,那宇宙之外是什么?这个文明远远早于地球文明外星人告诉他,我也不知道,我们到达宇宙表面还需要N多万年。
5,我国古史神话传说中,有一位女神,她叫女娲。传说她是人首蛇身。女娲是一位善良的神,她为人类做过许多好事。比如说她曾教给人们婚姻,还给人类造了一种叫笙簧的乐器。而使人们最为感动的,是女娲补天的故事。
传说当人类繁衍起来后,忽然水神共工和火神祝融打起仗来,他们从天上一直打到地下,闹得到处不宁,结果祝融打胜了,但败了的共工不服,一怒之下,把头撞向不周山。
不周山崩裂了,撑支天地之间的大柱断折了,天倒下了半边,出现了一个大窟窿,地也陷成一道道大裂纹,山林烧起了大火,洪水从地底下喷涌出来,龙蛇猛兽也出来吞食人民。人类面临着空前大灾难。
女娲目睹人类遭到如此奇祸,感到无比痛苦,于是决心补天,以终止这场灾难。她选用各种各样的五色石子,架起火将它们熔化成浆,用这种石浆将残缺的天窟窿填好,随后又斩下一只大龟的四脚,当作四根柱子把倒塌的半边天支起来。
女娲还擒杀了残害人民的黑龙,刹住了龙蛇的嚣张气焰。最后为了堵住洪水不再漫流,女娲还收集了大量芦草,把它们烧成灰,埋塞向四处铺开的洪流。
经过女娲一番辛劳整治,苍天总算补上了,地填平了,水止住了,龙蛇猛兽敛迹了,人民又重新过着安乐的生活。但是这场特大的灾祸毕竟留下了痕迹。
从此天还是有些向西北倾斜,因此太阳、月亮和众星辰都很自然地归向西方,又因为地向东南倾斜,所以一切江河都往那里汇流。
F. 关于宇宙的故事 700字
我即将要讲是宇宙的大小,宇宙的形状 ,宇宙之外,等等,这些都是研究《探索》的
首先宇宙的大小——很久之前人们相信这个世界只有地球存在,2000年以前每个着名天文学家都按照无限大宇宙来了解各种问题的,在2002年 以后基本每个学者都相信了有限宇宙,按照大爆炸理论现在宇宙还在膨胀,现在已经知道宇宙膨胀在加速,这点可以证明宇宙是有限的,还有个理论,有限而无边的世界,能更具体的比喻宇宙的大小,有限无边,比如如下:
地球就是我们生活的这个宇宙,于是,我们发明了汽车想知道这个宇宙有多大,可是你怎么开,就算你一直往一个方向开 你始终会回到起点。
宇宙肯定比这复杂,宇宙的大小是有限的知道了,可是形状呢,相信很少人知道
宇宙的形状——法国一位资深天文学家叫做萨什么的(外国名字太长,不容易记住,不过名有其人),他的理论热到被《探索》搬上了荧幕,就是我现在跟你讲的,宇宙有限无边知道了,可是怎么个无边法呢,比如如下:
在你的电脑屏幕上显示着一个飞机,你可以控制它方向,你可以一直让它向右开,不过,到了最右边,它会从左边出来,这种类似的游戏你应该玩过
在他的理论宇宙也是如此,你到了边缘,会回到另一边,就像:
你拿一张纸,假如纸上有人在走,一直往上走,他从上面走出,最后他会从正下出来,继续往上走,如果把纸的上下面卷在一起,成一个圆筒形,会更好的比喻的。
于是那个法国天文学家一直寻找最完美的形状,找很久,他认定,也许宇宙就是一个12面形状的,足球都知道吧,在它表面有12块形状缝在一起的,不过这个12面形状是由直线相互连接的,你上网查查照片就知道了,它有12个面,宇宙就可能有12面你从一面走出,会从一面走进,为什么一定是12面呢,那就是比如如下:
把宇宙比喻成一个泡泡,你朝一个装满泡泡水的杯子吹泡泡,那泡泡会限制在这个杯子里,再大点就会爆裂,所以这个宇宙也并非一直膨胀下去,到了极限就会爆裂,什么是极限呢,再比如一下:
宇宙就是气球放置在一个透明的盒子里,你一直吹这个气球,会变大,就像现在这个膨胀的宇宙,最后它会紧贴这个玻璃,4面都会紧贴着这个盒子,然后就会爆炸了
那位法国天文学家认为宇宙有一个12面形状的外壳,包裹着这个宇宙,这个宇宙的形状就是12面形,不是包裹吗?其实包裹是那些被光线照到的区域,大爆炸现在还在膨胀,也是有速度的,那些没有经过的地方只能用黑色表达了,那这个已知的宇宙是什么形状的呢,就像:
一场桌球比赛,刚开始会用一枚白球撞击其他球,把撞击想象大爆炸理论,可是其他球会以不同的方向滚去,所以宇宙也许形状是不均匀的是这个12面形一直压缩着它,你肯定会说哪有怎么大的支架啊,所以宇宙还是不要以常理的方法来解决它,就像黑洞,你不能用常理来研究它,就好像它违背了一些物理知识,也许这个12面形状是个无形的能量
宇宙之外的世界——几乎人都相信宇宙之外什么都没有,近年一张由空间望远镜用微波拍了一张照片,显示着是温度变化,奇怪的是,宇宙有一个地方呈现了重多的蓝色,蓝色(代表温度低),早在几前,天文学家发现宇宙的物质偏向于一个方向,正是这几点,几乎可以到证据来证明劳拉的说法了,他相信有多元宇宙的存在,那个"宇宙暗流"已经找到,就是吸引着别的物质的地方,就是"宇宙暗流",在那里肯定有东西在吸引着这个地区,怎么庞大的地区,劳拉解释是别的宇宙吸引着我们这个宇宙,一切东西都会吸引有质量的东西,她说的“多元宇宙”,是不止一个宇宙,还有很多,她是这样比喻的
想象一个旅馆,那里有用亿做单位的房间,每个房间只能有一个人住,然后劳拉,想象自己就是一个宇宙,在找到一个房间,可是房间里有一个宇宙(人)存在了,于是劳拉继续往前走,最后终于找到一件没有人住的房间,在那个房间劳拉就可以变成一个真正的“宇宙”了,不过劳拉的这个房间(比喻我们生活的宇宙)怎么知道隔壁有没有人住呢,虽然不能去那房间,但是能感受到,这就是吸引着我们这个宇宙的别的宇宙,我们不可能去别的宇宙里是因为,那里的维度排列顺序与我们这个宇宙不同
宇宙就像这个旅店,每时每刻都有人住,不过一旦有达成的要求万事俱备的话,就等大爆炸了,劳拉还说,她说我们这个宇宙本不会存在,她用了一个复杂的数学方程式解答了,我们生活的这个宇宙诞生的可能性是0后面有几十个0,基本上是0了,不过要是数量众多的话,就可以确定每时每刻都有宇宙诞生,比喻一下
一个人玩老虎机中大奖的几率非常低,玩一整天都有可能不会有奖,可是全球60亿人一起玩,每秒都会有人中大奖
这些人的观点现在影响着天文界,《探索》有播,不信我可以
G. 宇宙起源的故事是什么
宇宙是广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。
宇宙是物质世界,它处于不断的运动和发展中。《淮南子·原道训》
注:“四方上下曰宇,古往今来曰宙,以喻天地。”即宇宙是天地万物的总称。千百年来,科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。直到今天,科学家们才确信,宇宙是由大约137亿年前发生的一次大爆炸形成的。在爆炸发生之前,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(称为奇点),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(至今没有被解决)。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,都是在这种不断膨胀冷却的过程中逐渐形成的物体。
H. 如何给孩子解释宇宙的故事
链接:
I. 宇宙的故事有哪些
宇宙
universe;cosmos
宇宙的诞生
我们现在观察到的宇宙,其边界大约有100多亿光年。它由众多的星系所组成。地球是太阳系的一颗普通行星,而太阳系是银河系中一颗普通恒星。我们所观察到恒星、行星、慧星、星系等是怎么产生的呢?
宇宙学说认为,我们所观察到的宇宙,在其孕育的初期,集中于一个很小、温度极高、密度极大的原始火球。在150亿年到200亿年前,原始火球发生大爆炸,从此开始了我们所在的宇宙的诞生史。
宇宙原始大爆炸后0.01秒,宇宙的温度大约为1000亿度。物质存在的主要形式是电子、光子、中微子。以后,物质迅速扩散,温度迅速降低。大爆炸后1秒钟,下降到100亿度。大爆炸后14秒,温度约30亿度。35秒后,为3亿度,化学元素开始形成。温度不断下降,原子不断形成。宇宙间弥漫着气体云。他们在引力的作用下,形成恒星系统,恒星系统又经过漫长的演化,成为今天的宇宙。
物质现象的总和。广义上指无限多样、永恒发展的物质世界,狭义上指一定时代观测所及的最大天体系统。后者往往称作可观测宇宙、我们的宇宙,现在相当于天文学中的“总星系”。
2003年2月份,美国国家航空航天局曾向全世界公布他们有关宇宙年龄的研究成果。根据其公布的资料显示,宇宙年龄应该为137亿岁。2003年11月份,国际天体物理学研究小组宣称,宇宙的确切年龄应该是141亿岁。地球的形成大约是距今45亿年。
词源考察 在中国古籍中最早使用宇宙这个词的是《庄子·齐物论》。“宇”的含义包括各个方向,如东西南北的一切地点。“宙”包括过去、现在、白天、黑夜,即一切不同的具体时间。战国末期的尸佼说:“四方上下曰宇,往古来今曰宙。”“宇”指空间,“宙”指时间,“宇宙”就是时间和空间的统一。后来“宇宙”一词便被用来指整个客观实在世界。与宇宙相当的概念有“天地”、“干坤”、“六合”等,但这些概念仅指宇宙的空间方面。《管子》的“宙合”一词,“宙”指时间,“合”(即“六合”)指空间,与“宇宙”概念最接近。
在西方,宇宙这个词在英语中叫cosmos,在俄语中叫кocMoc ,在德语中叫kosmos ,在法语中叫cosmos。它们都源自希腊语的κoσμoζ,古希腊人认为宇宙的创生乃是从浑沌中产生出秩序来,κoσμoζ其原意就是秩序。但在英语中更经常用来表示“宇宙”的词是universe。此词与universitas有关。在中世纪,人们把沿着同一方向朝同一目标共同行动的一群人称为universitas。在最广泛的意义上,universitas 又指一切现成的东西所构成的统一整体,那就是universe,即宇宙。universe和cosmos常常表示相同的意义,所不同的是,前者强调的是物质现象的总和,而后者则强调整体宇宙的结构或构造。
宇宙观念的发展 宇宙结构观念的发展 远古时代,人们对宇宙结构的认识处于十分幼稚的状态,他们通常按照自己的生活环境对宇宙的构造作了幼稚的推测。在中国西周时期,生活在华夏大地上的人们提出的早期盖天说认为,天穹像一口锅,倒扣在平坦的大地上;后来又发展为后期盖天说,认为大地的形状也是拱形的。公元前7世纪 ,巴比伦人认为,天和地都是拱形的,大地被海洋所环绕,而其中央则是高山。古埃及人把宇宙想象成以天为盒盖、大地为盒底的大盒子,大地的中央则是尼罗河。古印度人想象圆盘形的大地负在几只大象上,而象则站在巨大的龟背上,公元前7世纪末,古希腊的泰勒斯认为,大地是浮在水面上的巨大圆盘,上面笼罩着拱形的天穹。
最早认识到大地是球形的是古希腊人。公元前6世纪,毕达哥拉斯从美学观念出发,认为一切立体图形中最美的是球形,主张天体和我们所居住的大地都是球形的。这一观念为后来许多古希腊学者所继承,但直到1519~1522年,葡萄牙的F.麦哲伦率领探险队完成了第一次环球航行后 ,地球是球形的观念才最终证实。
公元2世纪,C.托勒密提出了一个完整的地心说。这一学说认为地球在宇宙的中央安然不动,月亮、太阳和诸行星以及最外层的恒星天都在以不同速度绕着地球旋转。为了说明行星视运动的不均匀性,他还认为行星在本轮上绕其中心转动,而本轮中心则沿均轮绕地球转动。地心说曾在欧洲流传了1000多年。1543年,N.哥白尼提出科学的日心说,认为太阳位于宇宙中心,而地球则是一颗沿圆轨道绕太阳公转的普通行星。1609年,J.开普勒揭示了地球和诸行星都在椭圆轨道上绕太阳公转,发展了哥白尼的日心说,同年,G.伽利略则率先用望远镜观测天空,用大量观测事实证实了日心说的正确性。1687年,I.牛顿提出了万有引力定律,深刻揭示了行星绕太阳运动的力学原因,使日心说有了牢固的力学基础。在这以后,人们逐渐建立起了科学的太阳系概念。
在哥白尼的宇宙图像中,恒星只是位于最外层恒星天上的光点。1584年,G.布鲁诺大胆取消了这层恒星天,认为恒星都是遥远的太阳。18世纪上半叶,由于E.哈雷对恒星自行的发展和J.布拉得雷对恒星遥远距离的科学估计,布鲁诺的推测得到了越来越多人的赞同。18世纪中叶,T.赖特、I.康德和J.H.朗伯推测说,布满全天的恒星和银河构成了一个巨大的天体系统。F.W.赫歇尔首创用取样统计的方法,用望远镜数出了天空中大量选定区域的星数以及亮星与暗星的比例,1785年首先获得了一幅扁而平、轮廓参差、太阳居中的银河系结构图,从而奠定了银河系概念的基础。在此后一个半世纪中,H.沙普利发现了太阳不在银河系中心、J.H.奥尔特发现了银河系的自转和旋臂,以及许多人对银河系直径、厚度的测定,科学的银河系概念才最终确立。
18世纪中叶,康德等人还提出,在整个宇宙中,存在着无数像我们的天体系统(指银河系)那样的天体系统。而当时看去呈云雾状的“星云”很可能正是这样的天体系统。此后经历了长达170年的曲折的探索历程,直到1924年,才由E.P.哈勃用造父视差法测仙女座大星云等的距离确认了河外星系的存在。
近半个世纪,人们通过对河外星系的研究,不仅已发现了星系团、超星系团等更高层次的天体系统,而且已使我们的视野扩展到远达200亿光年的宇宙深处。
宇宙演化观念的发展 在中国,早在西汉时期,《淮南子·俶真训》指出:“有始者,有未始有有始者,有未始有夫未始有有始者”,认为世界有它的开辟之时,有它的开辟以前的时期,也有它的开辟以前的以前的时期。《淮南子·天文训》中还具体勾画了世界从无形的物质状态到浑沌状态再到天地万物生成演变的过程。在古希腊,也存在着类似的见解。例如留基伯就提出,由于原子在空虚的空间中作旋涡运动,结果轻的物质逃逸到外部的虚空,而其余的物质则构成了球形的天体,从而形成了我们的世界。
太阳系概念确立以后,人们开始从科学的角度来探讨太阳系的起源。1644年,R.笛卡尔提出了太阳系起源的旋涡说;1745年,G.L.L.布丰提出了一个因大彗星与太阳掠碰导致形成行星系统的太阳系起源说;1755年和1796年,康德和拉普拉斯则各自提出了太阳系起源的星云说。现代探讨太阳系起源z的新星云说正是在康德-拉普拉斯星云说的基础上发展起来。
1911年,E.赫茨普龙建立了第一幅银河星团的颜色星等图;1913年,H.N.罗素则绘出了恒星的光谱-光度图,即赫罗图。罗素在获得此图后便提出了一个恒星从红巨星开始,先收缩进入主序,后沿主序下滑,最终成为红矮星的恒星演化学说。1924年 ,A.S.爱丁顿提出了恒星的质光关系;1937~1939年,C.F.魏茨泽克和贝特揭示了恒星的能源来自于氢聚变为氦的原子核反应。这两个发现导致了罗素理论被否定,并导致了科学的恒星演化理论的诞生。对于星系起源的研究,起步较迟,目前普遍认为,它是我们的宇宙开始形成的后期由原星系演化而来的。
1917年,A.阿尔伯特·爱因斯坦运用他刚创立的广义相对论建立了一个“静态、有限、无界”的宇宙模型,奠定了现代宇宙学的基础。1922年,G.D.弗里德曼发现,根据阿尔伯特·爱因斯坦的场方程,宇宙不一定是静态的,它可以是膨胀的,也可以是振荡的。前者对应于开放的宇宙,后者对应于闭合的宇宙。1927年,G.勒梅特也提出了一个膨胀宇宙模型.1929年 哈勃发现了星系红移与它的距离成正比,建立了着名的哈勃定律。这一发现是对膨胀宇宙模型的有力支持。20世纪中叶,G.伽莫夫等人提出了热大爆炸宇宙模型,他们还预言,根据这一模型,应能观测到宇宙空间目前残存着温度很低的背景辐射。1965年微波背景辐射的发现证实了伽莫夫等人的预言。从此,许多人把大爆炸宇宙模型看成标准宇宙模型。1980年,美国的古斯在热大爆炸宇宙模型的 基础上又进一步提出了暴涨宇宙模型。这一模型可以解释目前已知的大多数重要观测事实。
宇宙图景 当代天文学的研究成果表明,宇宙是有层次结构的、物质形态多样的、不断运动发展的天体系统。
层次结构 行星是最基本的天体系统。太阳系中共有九大行星:水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星和冥王星。除水星和金星外,其他行星都有卫星绕其运转,地球有一个卫星 月球,土星的卫星最多,已确认的有17颗。行星 小行星 彗星和流星体都围绕中心天体太阳运转,构成太阳系。太阳占太阳系总质量的99.86%,其直径约140万千米,最大的行星木星的直径约14万千米。太阳系的大小约120亿千米。有证据表明,太阳系外也存在其他行星系统。2500亿颗类似太阳的恒星和星际物质构成更巨大的天体系统——银河系。银河系中大部分恒星和星际物质集中在一个扁球状的空间内,从侧面看很像一个“铁饼”,正面看去?则呈旋涡状。银河系的直径约10万光年,太阳位于银河系的一个旋臂中,距银心约3万光年。银河系外还有许多类似的天体系统,称为河外星系,常简称星系。现已观测到大约有10亿个。星系也聚集成大大小小的集团,叫星系团。平均而言,每个星系团约有百余个星系,直径达上千万光年。现已发现上万个星系团。包括银河系在内约40个星系构成的一个小星系团叫本星系群。若干星系团集聚在一起构成更大、更高一层次的天体系统叫超星系团。超星系团往往具有扁长的外形,其长径可达数亿光年。通常超星系团内只含有几个星系团,只有少数超星系团拥有几十个星系团。本星系群和其附近的约50个星系团构成的超星系团叫做本超星系团。目前天文观测范围已经扩展到200亿光年的广阔空间,它称为总星系。
多样性 天体千差万别,宇宙物质千姿百态。太阳系天体中,水星、金星表面温度约达700K,遥远的冥王星向日面的温度最高时也只有50K;金星表面笼罩着浓密的二氧化碳大气和硫酸云雾,气压约50个大气压,水星、火星表面大气却极其稀薄,水星的大气压甚至小于2×10-9毫巴;类地行星(水星、金星、火星)都有一个固体表面,类木行星却是一个流体行星;土星的平均密度为0.70克/厘米3,比水的密度还小,木星、天王星、海王星的平均密 度略大于水的密度,而水星、金星、地球等的密度则达到水的密度的5倍以上;多数行星都是顺向自转,而金星是逆向自转;地球表面生机盎然,其他行星则是空寂荒凉的世界。
太阳在恒星世界中是颗普遍而又典型的恒星。已经发现,有些红巨星的直径为太阳直径的几千倍。中子星直径只有太阳的几万分之一;超巨星的光度高达太阳光度的数百万倍,白矮星光度却不到太阳的几十万分之一。红超巨星的物质密度小到只有水的密度的百万分之一,而白矮星、中子星的密度分别可高达水的密度的十万倍和百万亿倍。太阳的表面温度约为6000K,O型星表面温度达30000K,而红外星的表面温度只有约600K。太阳的普遍磁场强度平均为1×10-4特斯拉,有些磁白矮星的磁场通常为几千、几万高斯(1高斯=10-4特斯拉),而脉冲星的磁场强度可高达十万亿高斯。有些恒星光度基本不变,有些恒星光度在不断变化,称变星。有的变星光度变化是有周期的,周期从1小时到几百天不等。有些变星的光度变化是突发性的,其中变化最剧烈的是新星和超新星,在几天内,其光度可增加几万倍甚至上亿倍。
恒星在空间常常聚集成双星或三五成群的聚星,它们可能占恒星总数的1/3。也有由几十、几百乃至几十万个恒星聚在一起的星团。宇宙物质除了以密集形式形成恒星、行星等之外,还以弥漫的形式形成星际物质。星际物质包括星际气体和尘埃,平均每立方厘米只有一个原子,其中高度密集的地方形成形状各异的各种星云。宇宙中除发出可见光的恒星、星云等天体外,还存在紫外天体、红外天体、X射线源、γ射线源以及射电源。
星系按形态可分为椭圆星系、旋涡星系、棒旋星系、透镜星系和不规则星系等类型。60年代又发现许多正在经历着爆炸过程或正在抛射巨量物质的河外天体,统称为活动星系,其中包括各种射电星系、塞佛特星系、N型星系、马卡良星系、蝎虎座BL型天体,以及类星体等等。许多星系核有规模巨大的活动:速度达几千千米/秒的气流,总能量达1055焦耳的能量输出,规模巨大的物质和粒子抛射,强烈的光变等等。在宇宙中有种种极端物理状态:超高温、超高压、超高密、超真空、超强磁场、超高速运动、超高速自转、超大尺度时间和空间、超流、超导等。为我们认识客观物质世界提供了理想的实验环境。
运动和发展 宇宙天体处于永恒的运动和发展之中,天体的运动形式多种多样,例如自转、各自的空间运动(本动)、绕系统中心的公转以及参与整个天体系统的运动等。月球一方面自转一方面围绕地球运转,同时又跟随地球一起围绕太阳运转。太阳一方面自转,一方面又向着武仙座方向以20千米/秒的速度运动,同时又带着整个太阳系以250千米/秒的速度绕银河系中心运转,运转一周约需2.2亿年。银河系也在自转,同时也有相对于邻近的星系的运动。本超星系团也可能在膨胀和自转。总星系也在膨胀。
现代天文学已经揭示了天体的起源和演化的历程。当代关于太阳系起源学说认为,太阳系很可能是50亿年前银河系中的一团尘埃气体云(原始太阳星云)由于引力收缩而逐渐形成的(见太阳系起源)。恒星是由星云产生的,它的一生经历了引力收缩阶段、主序阶段、红巨星阶段、晚期阶段和临终阶段。星系的起源和宇宙起源密切相关,流行的看法是:在宇宙发生热大爆炸后40万年,温度降到4000K,宇宙从辐射为主时期转化为物质为主时期,这时或由于密度涨落形成的引力不稳定性,或由于宇宙湍流的作用而逐步形成原星系,然后再演化为星系团和星系。热大爆炸宇宙模型描绘了我们的宇宙的起源和演化史:我们的宇宙起源于200亿年前的一次大爆炸,当时温度极高、密度极大。随着宇宙的膨胀,它经历了从热到冷、从密到稀、从辐射为主时期到物质为主时期的演变过程,直至10~20亿年前,才进入大规模形成星系的阶段,此后逐渐形成了我们当今看到的宇宙。1980年提出的暴涨宇宙模型则是热大爆炸宇宙模型的补充。它认为在宇宙极早期,在我们的宇宙诞生后约10-36秒的时候,它曾经历了一个暴涨阶段。
哲学分析 宇宙概念 有些宇宙学家认为,我们的宇宙是唯一的宇宙;大爆炸不是在宇宙空间的哪一点爆炸,而是整个宇宙自身的爆炸。但是,新提出的暴涨模型表明,我们的宇宙仅是整个暴涨区域的非常小的一部分,暴涨后的区域尺度要大于1026厘米,而那时我们的宇宙只有10厘米。还有可能这个暴涨区域是一个更大的始于无规则混沌状态的物质体系的一部分。这种情况恰如科学史上人类的认识从太阳系宇宙扩展到星系宇宙,再扩展到大尺度宇宙那样,今天的科学又正在努力把人类的认识进一步向某种探索中的“暴涨宇宙”、“无规则的混沌宇宙”推移。我们的宇宙不是唯一的宇宙,而是某种更大的物质体系的一部分,大爆炸不是整个宇宙自身的爆炸,而是那个更大物质体系的一部分的爆炸。因此,有必要区分哲学和自然科学两个不同层次的宇宙概念。哲学宇宙概念所反映的是无限多样、永恒发展的物质世界;自然科学宇宙概念所涉及的则是人类在一定时代观测所及的最大天体系统。两种宇宙概念之间的关系是一般和个别的关系。随着自然科学宇宙概念的发展,人们将逐步深化和接近对无限宇宙的认识。弄清两种宇宙概念的区别和联系,对于坚持马克思主义的宇宙无限论,反对宇宙有限论、神创论、机械论、不可知论、哲学代替论和取消论,都有积极意义。
宇宙的创生 有些宇宙学家认为,暴涨模型最彻底的改革也许是观测宇宙中所有的物质和能量从无中产生的观点,这种观点之所以在以前不能为人们接受,是因为存在着许多守恒定律,特别是重子数守恒和能量守恒。但随着大统一理论的发展,重子数有可能是不守恒的,而宇宙中的引力能可粗略地说是负的,并精确地抵消非引力能,总能量为零。因此就不存在已知的守恒律阻止观测宇宙从无中演化出来的问题。这种“无中生有”的观点在哲学上包括两个方面:①本体论方面。如果认为“无”是绝对的虚无,则是错误的。这不仅违反了人类已知的科学实践,而且也违反了暴涨模型本身。按照该模型,我们所研究的观测宇宙仅仅是整个暴涨区域的很小的一部分,在观测宇宙之外并不是绝对的“无”。现在观测宇宙的物质是从假真空状态释放出来的能量转化而来的,这种真空能恰恰是一种特殊的物质和能量形式,并不是创生于绝对的“无”。如果进一步说这种真空能起源于“无”,因而整个观测宇宙归根到底起源于“无”,那么这个“无”也只能是一种未知的物质和能量形式。②认识论和方法论方面。暴涨模型所涉及的宇宙概念是自然科学的宇宙概念。这个宇宙不论多么巨大,作为一个有限的物质体系 ,也有其产生、发展和灭亡的历史。暴涨模型把传统的大爆炸宇宙学与大统一理论结合起来,认为观测宇宙中的物质与能量形式不是永恒的,应研究它们的起源。它把“无”作为一种未知的物质和能量形式,把“无”和“有”作为一对逻辑范畴,探讨我们的宇宙如何从“无”——未知的物质和能量形式,转化为“有”——已知的物质和能量形式,这在认识论和方法论上有一定意义。
时空起源 有些人认为,时间和空间不是永恒的,而是从没有时间和没有空间的状态产生的。根据现有的物理理论,在小于10-43秒和10-33厘米的范围内,就没有一个“钟”和一把“尺子”能加以测量,因此时间和空间概念失效了,是一个没有时间和空间的物理世界。这种观点提出已知的时空形式有其适用的界限是完全正确的。正像历史上的牛顿时空观发展到相对论时空观那样,今天随着科学实践的发展也必然要求建立新的时空观。由于在大爆炸后10-43秒以内,广义相对论失效,必须考虑引力的量子效应,因此有些人试图通过时空的量子化的途径来探讨已知的时空形式的起源。这些工作都是有益的,但我们决不能因为人类时空观念的发展或者在现有的科学技术水平上无法度量新的时空形式,而否定作为物质存在形式的时间、空间的客观存在。
人和宇宙 从本世纪60年代开始,由于人择原理的提出和讨论,出现了人类存在和宇宙产生的关系问题。人择原理认为 ,可能存在许多具有不同物理参数和初始条件的宇宙,但只有物理参数和初始条件取特定值的宇宙才能演化出人类,因此我们只能看到一种允许人类存在的宇宙。人择原理用人类的存在去约束过去可能有的初始条件和物理定律,减少它们的任意性,使一些宇宙学现象得到解释,这在科学方法论上有一定的意义。但有人提出,宇宙的产生依赖于作为观测者的人类的存在。这种观点值得商榷。现在根据暴涨模型,那些被传统大爆炸模型作为初始条件的状态,有可能从极早期宇宙的演化中产生出来,而且宇宙的演化几乎变得与初始条件的一些细节无关。这样就使上述那种利用初始条件的困难来否定宇宙客观实在性的观点失去了基础。但有些人认为,由于暴涨引起的巨大距离尺度,使得从整体上去观测宇宙的结构成为不可能。这种担心有其理由,但如果暴涨模型正确的话,随着科学实践的发展,一定有可能突破人类认识上的困难。
宇宙
宇宙,是我们所在的空间,“宇”字的本义就是指“上下四方”。
地球是我们的家园;
而地球仅是太阳系的第三颗行星;
而太阳系又仅仅定居于银河系巨大旋臂的一侧;
而银河系,在宇宙所有星系中,也许很不起眼……
这一切,组成了我们的宇宙:
宇宙,是所有天体共同的家园。
宇宙,又是我们所在的时间,“宙”的本意就是指“古往今来”。
因为,我们的宇宙不是从来就有的,它也有着诞生和成长的过程。现代科学发现,我们的宇宙大概形成于二百亿年以前。在一次无比壮观的大爆炸中,我们的宇宙诞生了!(这就是着名的“大爆炸”理论。)
J. 人类对宇宙的探索经历是怎样的
人类对宇宙的探索从天地探索开始,经历关于宇宙的性质、形状、层次、星系的探索,涉及地心说、日心说、大爆炸理论等科学理论。
1、古代探索
中国古人曾提出盖天说、宣夜说和浑天说,在春秋战国时期民间就有嫦娥奔月的传说,汉代学者张衡也曾提出“宇之表无极,宙之端无穷”的无限宇宙概念。浑天说认为天地的形状像一个鸡蛋,天与地的关系就像蛋壳包着蛋黄。张衡认为浑天说比较符合观测的实际。
公元前7世纪,巴比伦人认为,天和地都是拱形的,大地被海洋所环绕,而其中央则是高山。
古埃及人把宇宙想象成以天为盒盖、大地为盒底的大盒子,大地的中央则是尼罗河。
古犹太人认为,地球是宇宙的中心,周围绕着一圈星球,再往外去,寥落地分布着其余天体。有一个静止的天球存在,在其内部,星球各居其位,转动不止。
2、地心说、日心说和万有引力定律
公元2世纪,C.托勒密提出了世界上第一个行星体系模型地心说。
地球处于宇宙中心。从地球向外,依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星,在各自的圆轨道上绕地球运转。为了说明行星运动的不均匀性,提出行星在本轮上绕其中心转动,而本轮中心则沿均轮绕地球转动。
1543年,N.哥白尼所着《天球运行论》正式提出了“日心说”观点, 认为太阳是行星系统的中心,一切行星都绕太阳旋转。地球也是一颗行星,它上面像陀螺一样自转,一面又和其他行星一样围绕太阳转动。
1609年,J.开普勒的开普勒三定律揭示了地球和诸行星都在椭圆轨道上绕太阳公转,发展了日心说,为牛顿万有引力定律的提出打下了基础。
1608年利普赛发明望远镜后,伽利略立即加以改造并指向苍穹。1610年,伽利略发表了划时代的着作《星际使者》,朦胧的银河原来是无边的星海,皎洁的月亮竟然布满了环形山,灿烂的太阳哪知会有黑子,而金星的相位变化和木星的4颗卫星恰恰是日心说最可靠的证据。
1687年,I.牛顿发现了万有引力定律,使哥白尼的学说获得更加稳固的科学基础。
3、河外星系
在哥白尼的理论中,恒星只是位于最外层恒星天上的光点不可能的。
1584年,乔尔丹诺·布鲁诺提出恒星都是遥远的太阳。
18世纪上半叶,由于E.哈雷对恒星自行的发展和J.布拉得雷对恒星遥远距离的科学估计,布鲁诺的推测得到了越来越多人的赞同。
18世纪中叶,T.赖特、I.康德和J.H.朗伯推测说,恒星和银河构成了一个巨大的天体系统。弗里德里希·威廉·赫歇尔首创取样统计方法,用望远镜数出了天空中大量选定区域的星数以及亮星与暗星的比例,1785年获得了一幅扁而平、轮廓参差、太阳居中的银河系结构图,奠定了银河系概念的基础。
在此后一个半世纪中,H.沙普利发现了太阳不在银河系中心、J.H.奥尔特发现了银河系的自转和旋臂,以及许多人对银河系直径、厚度的测定,科学的银河系概念才最终确立。
18世纪中叶,康德等人还提出,在整个宇宙中,存在着无数像银河系那样的天体系统。
到1924年,由E.P.哈勃用造父视差法测量仙女星系的距离确认了河外星系的存在。
4、宇宙爆炸
1927年,G.勒梅特提出了真正意义的膨胀宇宙模型。1929年,哈勃发现了星系红移与它的距离成正比,建立了着名的哈勃定律。这一发现是对膨胀宇宙模型的有力支持。
20世纪中叶,G.伽莫夫等人提出了热大爆炸宇宙模型。1965年微波背景辐射的发现证实了伽莫夫等人的预言。大爆炸宇宙模型成为标准宇宙模型。
1980年,美国的阿兰·古斯在热大爆炸宇宙模型的基础上又进一步提出了大爆炸前期暴涨宇宙模型,随后由安德烈·林德进行了修订。
现代宇宙学的先驱是霍金。霍金:“宇宙创造过程中,“上帝”没有位置。没有必要借助“上帝”来为宇宙按下启动键。”霍金推崇利用数学和物理手段寻找一个大一统理论,并且证明“宇宙不是偶然诞生的,不需要上帝”,“宇宙的数学模型是有限无界”。
(10)如何告诉我们宇宙发生的故事扩展阅读
人类对宇宙的探索证明了宇宙是多层次的,是不断膨胀、物质形态多样的、不断运动发展的天体系统。
1、行星、小行星、彗星和流星体都围绕中心天体太阳运转,构成太阳系。
太阳系外也存在其他行星系统。约2500亿颗类似太阳的恒星和星际物质构成更巨大的天体系统——银河系。银河系的直径约10万光年,太阳位于银河系的一个旋臂中,距银心约2.6万光年。
2、银河系外还有许多类似的天体系统,称为河外星系,常简称星系。科学家估计宇宙中至少有2万亿个星系。
3、星系聚集成大大小小的集团,叫星系团。平均而言,每个星系团约有百余个星系,直径达上千万光年。现已发现上万个星系团。包括银河系在内约40个星系构成的一个小星系团叫本星系群。
4、若干星系团集聚在一起构成的更高一层次的天体系统叫超星系团。超星系团往往具有扁长的外形,其长径可达数亿光年。通常超星系团内只含有几个星系团,只有少数超星系团拥有几十个星系团。