宇宙中最大的幾個問題
本文已影響1.29W人
本文已影響1.29W人
宇宙中最大的幾個問題,宇宙有不計其數的天體,經過這麼多年的探索,人們對於宇宙還處於一知半解的狀態,但是這反而激起了人們的探索之心,下面小編帶大家簡單瞭解一下宇宙中最大的幾個問題。
宇宙中最大的幾個問題1
第一個問題,人類是宇宙中唯一的智慧生命嗎?
有人說,人類的出現就是一個時空的奇蹟!由此可以看出,人類是多麼的特殊。自人類有歷史記錄以來,我們就開始對宇宙產生了強烈的好奇,不停地尋找着宇宙中可能存在的外星生命。然而無數年過去了,毫無收穫。
外星文明
不可否認,宇宙如此之大,諸如地球一樣的行星多不勝數,很難相信整個宇宙僅僅只有人類一種智慧生命存在!但無論如何,人類的太空望遠鏡以及探測器所觀測到的所有數據顯示,目前爲止人類仍然是宇宙中已知的唯一智慧生命。
雖然有許多天文臺聲稱自己接收到了來自外星文明的信號,然而終究沒有了下文!所以,人類究竟是否是宇宙中唯一的智慧生命這個問題,依然困擾着人類!也許直至人類文明的終結都不會有答案!
第二個問題,宇宙是如何誕生的?
關於宇宙是如何誕生的,有許多說法,宇宙大爆炸、平行宇宙以及二維世界的全息投影等等!根據哈勃望遠鏡的觀測結果,幾乎所有的星系彼此之間正在遠離,遠離的速度越來越快,由此看來,似乎宇宙大爆炸理論符合實際觀測的結果。
宇宙大爆炸
然而我們終究無法明白宇宙是如何誕生的`!雖然宇宙大爆炸符合目前的觀測結果,但歸根結底,人類所能觀測到的關於宇宙的數據僅僅只是非常少的一部分,並不足以證明宇宙大爆炸的正確性。況且,極個別科學家認爲宇宙是虛擬的,就像我們在計算機中創造的虛幻世界一樣,如果這個觀點成立,那所有觀測到的數據將毫無意義!
還有些科學家認爲,宇宙存在於一個高緯度空間內,而宇宙中的生命——也就是我們,只是宇宙內部這樣一個低緯度空間的生命。所以,無論我們如何去探索,永遠也不會得到答案,因爲我們無法理解宇宙的運行方式以及存在方式,那是超越了我們維度的東西。
高緯度空間中的地球
第三個問題,宇宙有沒有終結?
這個問題就像是宇宙有沒有開始一樣,沒有答案!有科學家認爲宇宙會在膨脹到極限之後開始收縮,最終會坍縮成爲一個奇點,然後等待時機再次爆炸形成新的宇宙,如此循環往復!
宇宙奇點
也有科學家認爲宇宙在膨脹到極限之後會處於穩定狀態,永世長存!甚至還有科學家認爲,宇宙根本就沒有膨脹,一切都是人類科技水平有限,對宇宙認識不足造成的!總之就是,沒有答案。
這本就合情合理,如果我們無法確定宇宙是如何開始的,那麼我們也應該無法確定宇宙會在何時終結,以何種方式終結。
宇宙的終結
或者說,宇宙的開始與終結本就是同一個問題,明白了一個,必然也就明白了另外一個,而這個問題的答案很可能是非常簡潔美麗的,但遺憾的是,這個答案將成爲人類文明永遠的謎團!
宇宙中最大的幾個問題2
1、宇宙是什麼
宇宙是是空間,時間,物質和能量構成的統一體。
2、宇宙的起源
20世紀以來,隨着天文學的發展,人們提出了幾種宇宙起源的模型。先是愛因斯坦的靜態宇宙模型,發現了哈勃定律後“穩恆態理論”取而代之。發現微波背景輻射後,“大爆炸理論”則最終成爲物理學界普遍認同的理論。
大爆炸理論認爲,宇宙的誕生於一場約138億年前的奇點大爆炸。一切物質與時間都是在那之後產生的。大爆炸早期,正物質和反物質被成對地創造出來。但由於早期的對稱性破缺,正物質的總量比反物質略微多出一點點,隨後很快正反物質湮滅,宇宙中失去了絕大部分的正、反物質。而那剩下來的一點點正物質隨着宇宙的膨脹開始冷卻,凝聚形成了我們現在看到的宇宙。
圖1:宇宙演化模型
一開始,這個理論面對着3個質疑。即視界疑難,平坦性疑難,和磁單極疑難。
視界疑難:宇宙微波背景輻射(CMB)是大爆炸遺留下來的熱輻射,它在黑體輻射光譜的溫度爲2.73K,而且這個溫度在宇宙的各個方向都是相同的。然而可觀測宇宙中最遠的兩點,隨着宇宙的膨脹,已經遠到以光速都無法在他們之間傳遞信息了(相距約900億光年)。那麼,宇宙的溫度怎麼可能保持得那麼均勻呢?
圖2:宇宙微波背景輻射圖像
平坦性疑難:科學家通過計算,發現早期宇宙空間是非常平坦的,曲率幾乎處處爲0。爲什麼這麼平坦呢?
磁單極疑難:由於宇宙早期存在對稱性破缺,理論上應該能夠找到一些磁單極子,但是人們至今沒有發現。
對這三個問題最好的解釋來自Alan Guth的“暴脹理論”(Inflationary Theory)。暴脹理論認爲,大爆炸後的
秒之前,宇宙在緩慢膨脹,進行了充分的熱交換,溫度達到均勻。隨後突然在極短時間內暴脹成爲龐大的宇宙。這樣溫度在暴脹之前就已經均勻了,由於快速的膨脹,時空曲率也被拉平了。而磁單極子迅速分散到整個宇宙中,並由於密度過低,至今沒有被我們發現。當然,暴脹理論雖然能很好地解釋現象,但至今仍然沒有確鑿證據證明其正確。
3、宇宙的年齡
那麼根據大爆炸理論,宇宙的年齡又是多少呢?我們定義宇宙的年齡爲從大爆炸至今的時間。根據哈勃定律
,退行速度快的天體離我們遠,退行速度慢的天體離我們近,說明宇宙中各處具有統一的年齡(如下圖)。而這個統一的時間t就可以用距離除以速度來計算。我們再看看哈勃定律,時間
的倒數。因此,只要能精確測量哈勃常數,就能夠求得宇宙的年齡了。
根據普遍認可的對哈勃常數的測量(
),科學家認爲宇宙的年齡約爲138億年。然而2019年的一些新研究又發現哈勃常數的實際值應該更大,根據新數據宇宙的年齡應該減小到約114億年。
4、宇宙的大小
由於受到光速的限制,我們能夠觀測的宇宙有一個固定的範圍,半徑爲460億光年。照理說宇宙年齡只有138億年,在離我們460億光年處的恆星所發出的光,就算用盡宇宙誕生至今的所有時間,也不可能走到我們地球,那我們怎麼可能看見他們呢?
問題就出在了宇宙的膨脹上。當這些恆星剛剛形成時,還在宇宙的早期,它們與我們之間的距離還沒有那麼遠。它們那時發出的光經過約138億年到達了我們地球。而今天,隨着宇宙的膨脹,那些恆星已經被”推“到了距離我們460億光年遠處。換言之,我們確實看到了這些距離我們460億光年的恆星,不過我們看到的只是過去的它們。至於今天的它們是否已經壽終正寢,我們都不得而知了。
此外,宇宙的真正大小仍然是科學無法解決的問題,因爲460億光年外的東西,我們就看不到了。也許宇宙真的像有些人所說的那樣,是無邊無界的。
5、宇宙的終點
最後我們來探討一下宇宙未來的終極命運。物理學家們一開始認爲暴脹之後,宇宙會在物質間引力的作用下開始減速膨脹,直到膨脹速度減至0,然後再反向收縮。就像我們向天空中拋出一個小球,小球離開手之後在引力的作用下會減速上升,達到最高點後,開始加速掉落。由此,人們預言宇宙將最終重新收縮成一個奇點,終結於Big Crunch。
霍金在《時間簡史》裏給出的就是這種預言(如圖3)。霍金說,宇宙的演化就像一個地球,時間之矢就像地軸,從北極指向南極。北極表示Big Bang。南極表示Big Crunch。宇宙的隨着時間先膨脹,在“赤道”處達到最大,隨後在引力作用下開始收縮,終結於Big Crunch。
而這樣一個球就是我們所能夠了解到的全部,由於我們的維度不夠高,我們看不到這個球之外的東西。假設我們站在球頂部Big Bang那一點上,我們無論往哪個方向走,都會走向未來。所以我們無法討論在Big Bang“之前”有什麼。
圖3:宇宙演化與地球的類比
然而,戲劇性的是,霍金的這個預言如今已經被觀測結果所拋棄。1998年三位物理學家在觀測Ia型超新星爆發時,得到數據證明宇宙從距今大約40億年前開始,由減速膨脹又轉變爲加速膨脹了。在圖1中我們看到最右端Modern Universe那裏有一個鐘形的開口,可見宇宙的範圍正在加速擴大。
至於爲什麼加速膨脹,仍然是一個謎。科學家們的新猜想是宇宙中充斥着我們難以觀測的“暗能量”。暗能量提供“萬有斥力”,將物體相互推開。曾經有一段時間物質間引力大於斥力佔主導,於是宇宙減速膨脹。但40億年前開始,由於宇宙物質密度減小,暗能量超過了引力,開始占主導地位。於是宇宙又開始加速膨脹。當然,人們至今還未發現任何暗能量存在的證據,因此無法爲該理論提供有效的證明。
基於宇宙加速膨脹的理論,未來各個星系之間的距離會變得無比遙遠。太空旅行也會變得相當困難。至於宇宙的終結,有科學家認爲會是一場“大撕裂”。即“萬有斥力”變得越來越強大,以至於在約500億年後,我們的銀河系,太陽系,甚至所有原子都會被這種斥力所撕裂,一切生命自然也將不復存在。
關於帶薪年假的幾個常見問題
女孩最喜歡被問的問題 男生必問女生幾個問題
問題餐廳中國版哪裏可以看 問題餐廳中國版有多少集
企業裁員應注意哪幾個問題
房子天花板裝修須注意的幾個風水問題
農村廚房裝修風水的幾大問題化解
幾個常見的關於婚紗禮服的問題
廚房櫥櫃經常會遇到的幾個問題
漫威電影宇宙分幾個階段 漫威系列電影正確觀看順序
風水佈局需要謹記的幾大問題
宇宙中最可怕的5個東西 黑洞是宇宙中最可怕的東西
米飯這樣吃最營養 爆發你的健康小宇宙
早期家庭教育應注意的幾個問題
問題餐廳中國版跟日劇原版區別在哪裏 問題餐廳中國版結局
手錶後蓋怎麼打開幾個簡單方法解決這個問題
復聯4洛基帶着宇宙魔方去哪了 復聯4洛基帶走宇宙魔方有支線嗎
宇宙少女是個什麼組合?成員程瀟個人資料家庭背景
孩子有哪幾個常見問題
這5個皮膚問題 你中了幾槍?
有愛的毛茸捲髮 風情小宇宙大爆發
03歲寶寶讓媽媽最困擾的幾大問題
宇宙中的物質大多是什麼 宇宙中什麼物質最多
宇宙中最大的星球:宇宙十大恐怖星球盤點