我們是怎么到了這里?為了理解宇宙如何從大爆炸后最初的簡單狀態(tài)(只有冷卻的質(zhì)子和電子等基本粒子)變?yōu)槲覀冄鐾箍账吹降暮陚ビ钪?,我們必須明白恒星、星系和行星是如何形成的?/span>
圖解:根據(jù)大爆炸理論,宇宙是由一個極緊密、極熾熱的奇點膨脹到現(xiàn)在的狀態(tài)。
許多問題都與宇宙的主要組成部分的創(chuàng)造和演化有關(guān)。天文學家必須解決的一個基礎(chǔ)問題,就是宇宙是如何創(chuàng)造出第一代恒星和星系的?一旦這些實體被創(chuàng)造出來,它們是如何影響隨后星系、恒星和行星的形成的?這是一個重要的問題,因為之后的這些物體只能由第一個代恒星所創(chuàng)造出的元素組成。
我們還不清楚,是宇宙在創(chuàng)造第一代恒星的同時創(chuàng)造了黑洞,還是這些奇特的物體由第一代恒星演化而成。因為黑洞代表著時空中最極端的物理條件并產(chǎn)生了大爆炸之后一些最高能的現(xiàn)象,所以,它們是檢測宇宙理論的終極物理實驗室。
圖解:從大爆炸形成的宇宙演化圖解(左)。在這幅圖中宇宙以二維呈現(xiàn),第三維度是時間,向右是時間流動的方向。
現(xiàn)在,我們已知宇宙有一個“泡沫”結(jié)構(gòu)。組成可見宇宙的星系和星系團聚集在一個復(fù)雜支架上,這個支架圍繞著一個巨大的宇宙空洞網(wǎng)絡(luò)。然而,除了構(gòu)成宇宙可見的“正常”物質(zhì)外,科學家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)大量看不見的物質(zhì)。這些所謂的“暗物質(zhì)”約占宇宙物質(zhì)能量的27%,而可見部分只占總數(shù)的5%左右。顯然,如果我們希望了解宇宙結(jié)構(gòu)和其形成、演化的過程,我們必須首先了解其重要但不可見的暗物質(zhì)的分布,以及它與正常物質(zhì)相互作用和影響的方式。
雖然天文學家已經(jīng)對恒星進行了數(shù)千年的研究,但只有在過去的35年左右,他們才得以使用儀器來探測整個電磁光譜中的光——從無線電波到伽馬射線——來窺視我們星系中恒星誕生的塵埃云。如果我們要理解宇宙如何演化出恒星——以及今天圍繞恒星旋轉(zhuǎn)的行星——我們必須用更強大的望遠鏡繼續(xù)這些研究。
從最早的已知時期一直到后來的大規(guī)模演化,大爆炸理論是可觀測宇宙的主流宇宙學模型。這個模型描述了宇宙如何從一個高密度、高溫狀態(tài)擴張,并為一系列現(xiàn)象提供了全面的解釋,包括大量的輕元素、宇宙微波背景(CMB)、大尺度結(jié)構(gòu)和哈勃定律(星系越遠,遠離地球速度越快)。如果用已知的物理規(guī)則將觀測條件在時間上向后推,我們預(yù)測,在高密度時期之前,存在一個典型的和大爆炸相關(guān)的奇點。現(xiàn)有的知識不足以判定奇點是否是原始的。
圖解:哈勃超深空場描繪了遠古時代的星系圖景,根據(jù)大爆炸理論,它們處于一個更年輕、更致密且更熾熱的宇宙。
相關(guān)天文知識
宇宙是空間、時間和其內(nèi)容的總和,包括行星、恒星、星系和所有其他形式的物質(zhì)和能量。雖然整個宇宙的空間大小未知,但有可能測量可觀測宇宙的大小,目前估計其直徑為930億光年。在各種多元宇宙假說中,一個宇宙是一個更大的多元宇宙許多因果分離的組成部分之一,它本身就包含了所有的空間、時間及其內(nèi)容
圖解:宇宙中每一圓盤都是一個又一個的“星系”
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學名詞
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