十万个为什么

新编十万个为什么之宇宙知识3

宇宙科学什么是宇宙学

对人类目前所达到的探测水平来说,宇宙还是一个充满神秘色彩的无边世界。探索宇宙的科学是当今最受瞩目的学科之一。

把目前可能观测到的整个时空范围(即总星系)作为一个物理系统,用现代科学方法研究它的特征,探讨它的结构、形成和演化,这样形成了宇宙学。目前能够探测到的最远距离为150亿到180亿光年,最久的时间可以追溯到100亿年左右。这个时空范围包括了大约一亿个星系。宇宙学家建立了“大尺度天区范围内物质的空间分布是均匀的和各向同性的”这样的假设,以此为基础来探索宇宙的奥秘。

现代宇宙学包括观测宇宙学和理论宇宙学两个方面,观测宇宙学侧重于大尺度的观测特征,而理论宇宙学则着重于研究宇宙的运动学及建立宇宙模型的工作。

 

什么是宇百大爆炸

关于宇宙的起源有很多种假设,“大爆炸”是其中很有影响的理论。

大约150亿年前,宇宙中的一切物质和能量浓缩在一个很小的空间里。这个微小的空间无限致密和灼热,后来由于某种原因宇宙开始迅速地不断膨胀,后来逐渐冷却下来。

膨胀所形成的新宇宙中的首批成员是极其微小的亚原子质点,一切其他物质都是由这些质点生成的。现今存在的一切东西:我们脚下的土地,饮用的水,呼吸的空气,瓶中的玫瑰,飞着的小鸟,都是从它们演变来的。

 

什么是小宇宙

人类最终把所有的神秘都归于茫茫无际的宇宙。可是有人提出,我们所在的宇宙不过是一个小宇宙,是整个宇宙的一部分而已。这样说来,我们的未知领域比想象中的要更深广,更神秘。

很多科学家提出了宇宙爆炸学说,作为对宇宙起源的解释。他们认为,在100多亿年前,发生了一次温度极高、密度极大的时空大爆炸,产生了目前的宇宙。

而另一些支持宇宙膨胀理论的人认为,在时空大爆炸的瞬间,宇宙迅速由爆炸转为膨胀,并且不断趋于稳定,这种转变使宇宙间的各种差异出现。

在膨胀理论基础上,一些人又提出,宇宙由许多相互分裂的部分组成,它们具有不同的膨胀速度,这样每一部分因膨胀都会产生出小宇宙,这些小宇宙都在不断缓慢扩大。即使在今天这些小宇宙也像冒泡一样不断分离产生新的小宇宙,并且新生小宇宙又按着自己的膨胀速度膨胀着。总而言之,宇宙作为大小不等的小宇宙的总和,其中不断有新的小宇宙出现,在这一点上说,宇宙是永恒常新的。

小宇宙的提出,使人类思维的领域得到了又一次拓展。

 

什么是宇宙喷流

宇宙喷流是一种河外星系的喷射现象。这种现象在宇宙中普遍地发生。喷流的形态是各不相同的,有单侧的喷流,有双极的127喷流,有直有弯,有对称的,也有反对称的。

喷流现象是在1917年,美国的柯蒂斯最先观测到的。那是在室女星座方向的椭圆星系M87西北方向上,有一束又细又直的发光带,它很像是星系喷出的流体。

人们发现,大到星系的喷流,小到新生原恒星和年轻星体的喷流,都被厚厚的气体云或尘埃云包裹着;再加上喷流是在超高密、超高压、超高温等条件下发生的,这就无法用实际观测和科学实验的方法弄清喷流的形成之谜。目前,人们能做的,只是对这种现象做出较为合理的推测。

磁力线假说的解释是:宇宙间的稀薄气体因引力作用而相互聚合,在磁场对荷电粒子的作用下,一个与原始宇宙磁场相垂直的盘形成了。这个盘的旋转使磁力线发生扭动,在靠近盘的地方这种扭动尤其剧烈,磁场能量越聚越高,就产生了“磁压”,这种“磁压”把物质推出去,喷流就形成了。

还有一种吸积一喷口假说设想存在一个旋转的黑洞,带动周围气体运动,因为与中心距离不同,气体的转速也不同,气体间就会有摩擦,一部分气体逐渐向中心“吸积”。于是中心就变成了一个高温高压的辐射场,辐射压使气体盘形成了一个喷口,气体就不断地喷射出去。

像很多未经证实的理论一样,这两种说法都是天文学家趼做的科学假设,目前对喷流的问题下定论,还为时尚早。

 

宇宙是什么样子

宇宙作为一个永久的谜团对人类的思维是一个永久性的挑战。人类的“眼睛”也从未停止对茫茫宇宙的张望,人类的思维不断根据已获取的材料进行大胆而有益的设想。在无边的宇宙中显得微小的人类一直在思索着这样一个问题:宇宙究竟是什么样子的?

诸如天圆地方的“盖地说”一类的宇宙说现在已经没有了市场。通过目前最先进的天文仪器,人们观测到,在宇宙中有一些大尺度的有序状态,即星系和星系团组成长形的或纺缍式的带子,有的形成巨大的物质气泡状的分布态势,有些地方星系密布,有些是空无一物的区域。于是天文学家们提出了三种宇宙结构模型。

薄饼模型:宇宙中的物质最先是如一块薄饼的大结构,后来由于某种原因分裂成现今的超星系团、星系团,最后出现星系,即宇宙今天的样子。

等级式成团模型:宇宙最先是均匀的气云,随着宇宙的发展,它逐渐凝聚成星系,星系又互相接近,由引力作用而聚合成星系团,最后形成超星系团。

分形接近:宇宙间的不同尺度(大小)的结构,是一些自相似体,就像是彩色套娃一样,不同的只是大小,样子是相同的。因而宇宙和星系具有一样的结构,不过是尺度不同罢了。

宇宙究竟是什么样子?这个问题永远有较大的探索余地等待你去探究。