宇宙怎么誕生的

熱心網(wǎng)友：有些宇宙學(xué)家認(rèn)為，暴漲模型最徹底的改革也許是觀測宇宙中所有的物質(zhì)和能量從無中產(chǎn)生的觀點(diǎn)，這種觀點(diǎn)之所以在以前不能為人們接受，是因為存在著許多守恒定律，特別是重子數(shù)守恒和能量守恒。但隨著大統(tǒng)一理論的發(fā)展，重子數(shù)有可能是不守恒的，而宇宙中的引力能可粗略地說是負(fù)的，并精確地抵消非引力能，總能量為零。因此就不存在已知的守恒律阻止觀測宇宙從無中演化出來的問題。這種“無中生有”的觀點(diǎn)在哲學(xué)上包括兩個方面：①本體論方面。如果認(rèn)為“無”是絕對的虛無，則是錯誤的。這不僅違反了人類已知的科學(xué)實踐，而且也違反了暴漲模型本身。按照該模型，我們所研究的觀測宇宙僅僅是整個暴漲區(qū)域的很小的一部分，在觀測宇宙之外并不是絕對的“無”?，F(xiàn)在觀測宇宙的物質(zhì)是從假真空狀態(tài)釋放出來的能量轉(zhuǎn)化而來的，這種真空能恰恰是一種特殊的物質(zhì)和能量形式，并不是創(chuàng)生于絕對的“無”。如果進(jìn)一步說這種真空能起源于“無”，因而整個觀測宇宙歸根到底起源于“無”，那么這個“無”也只能是一種未知的物質(zhì)和能量形式。②認(rèn)識論和方法論方面。暴漲模型所涉及的宇宙概念是自然科學(xué)的宇宙概念。這個宇宙不論多么巨大，作為一個有限的物質(zhì)體系 ，也有其產(chǎn)生、發(fā)展和滅亡的歷史。暴漲模型把傳統(tǒng)的大爆炸宇宙學(xué)與大統(tǒng)一理論結(jié)合起來，認(rèn)為觀測宇宙中的物質(zhì)與能量形式不是永恒的，應(yīng)研究它們的起源。它把“無”作為一種未知的物質(zhì)和能量形式，把“無”和“有”作為一對邏輯范疇，探討我們的宇宙如何從“無”——未知的物質(zhì)和能量形式，轉(zhuǎn)化為“有”——已知的物質(zhì)和能量形式，這在認(rèn)識論和方法論上有一定意義。 在宇宙的開端，在時空誕生后的最初30萬年里，宇宙是不透明的。隨著質(zhì)子和電子互相結(jié)合成原子，輻射就可以自由的通過了，于是就形成了一個可觀測的宇宙。 但是如果我們回到大爆炸的時候并假設(shè)宇宙的所有物質(zhì)和能量都集中在一個相當(dāng)稠密的小球中，這個小球非常熱，它發(fā)生爆炸形成了宇宙，那么這個小球是從哪來的呢？它是怎么形成的呢？我們一定要假設(shè)在這一階段里有超自然創(chuàng)造嗎？ 不一定，科學(xué)家們在1920 年推出了一門叫量子力學(xué)的學(xué)科，它太復(fù)雜了以至于我們無法在這里解釋它。這是一個非常成功的理論，它恰當(dāng)?shù)亟忉屃似渌碚摕o法解釋的現(xiàn)象，而且還可以預(yù)測新現(xiàn)象，所預(yù)測的新現(xiàn)象和實際上發(fā)生的完全相同。 1980 年，一個美國物理學(xué)家阿蘭·古司開始用量子力學(xué)研究了有關(guān)大爆炸起源的問題。我們可以假想在大爆炸發(fā)生以前，宇宙是一個巨大的發(fā)光的海，里面什么都不存在。很明顯這種描述是不準(zhǔn)確的，這些不存在包含著能量，所以它不是真空，因為按定義真空里應(yīng)該什么都沒有。前宇宙含有能量，但它的所有組成部分和真空的成分相似，所以它被叫做假真空。 在這個假真空里，一個微小的質(zhì)點(diǎn)存在于有能量的地方，它是通過無規(guī)律變化的無目的的力量形成的。事實上，我們可以把這個發(fā)光的假真空想象成一個泡沫狀的泡泡團(tuán)，它可以在這兒或在那兒產(chǎn)生一小片存在物，就像海浪產(chǎn)生的泡沫一樣。這些存在物中有的很快就消失了，回歸到假真空；而有的正相反變得很大或者經(jīng)過大爆炸形成像宇宙那樣的物體。我們就住在這樣一個成功存在下來的泡泡里。 但是這個模型有很多問題，科學(xué)家們一直在彌補(bǔ)和解決它們。如果他們解決了這個問題，我們會不會有一個更好的觀點(diǎn)來解釋宇宙從何而來呢？ 當(dāng)然，如果古司理論的一部分是正確的，我們可以簡單地往回走一步問假真空的能量最初是從哪來的。這個我們說不出來，但這并不能幫助我們證實超自然物質(zhì)的存在，因為我們還可以再往回走一步問超自然物質(zhì)是從哪來。這個問題的答案令人震驚，即“它不來自任何地方，它總是這樣存在的”。這是很難想象的，也許我們得說假真空中的能量也是從來都這樣存在的參考資料：http://baike.baidu.com/view/2496.htm#4

熱心網(wǎng)友：宇宙的形成 最初三分鐘 宇宙的最初源頭是一個奇點(diǎn)，即所謂的“宇宙蛋”，它凝聚了所有的時空質(zhì)能，孕育著未來物質(zhì)世界的一切，包括天體和生命。大約150億年以前，宇宙蛋在一場無與倫比的大爆炸中猝然爆發(fā)。大爆炸震撼出時空，物質(zhì)世界破殼面出，宇宙史的紀(jì)元從此開始。 剛剛誕生的宇宙，空間從無到有并急劇猛增，僅僅10-32秒后，就暴脹到大約1光年的直徑。在1 秒鐘時，由于大爆炸產(chǎn)生的極強(qiáng)高能輻身均勻地充滿整個空間，宇宙成為100億k高溫的熔爐，所有物質(zhì)被熬成一鍋基本粒子湯。 緊接著，一場肆虐的原始宇宙風(fēng)暴開始了，基本粒了之間發(fā)生猛烈撞擊，中了熔入質(zhì)子形成了氦核。這個過程延續(xù)了大約三分鐘，直至所有的中子消耗殆盡為止。有約22%質(zhì)量的物質(zhì)聚合成氦核，余下的物質(zhì)幾乎為沒有聚合的質(zhì)子，即氫核，僅有十萬分之幾屬于同位素氦3和氘，百億分之幾歸之于鋰。原始星云形成。 星系形成 構(gòu)建原始宇宙的原生物質(zhì)（主要是約78%的氫和22%的氦）的產(chǎn)生過程，在宇宙史的最初三分鐘便告完成；在此后宇宙由于膨脹面冷卻，如此大規(guī)模的核合成過程再也不可能發(fā)生了，而小規(guī)模的核合成也只有等到恒星產(chǎn)生以后。初生宇宙的空間充斥著極強(qiáng)壯的高能輻射，熾熱驚人。原生物質(zhì)氫核和氦核均勻分布在整個太空，它們之間的引力微弱，遠(yuǎn)不足以克服巨大的擴(kuò)散壓力和輻射壓，因此列法凝聚成團(tuán)。看來要打破這種物質(zhì)均勻分布的狀態(tài)，還有竺宇宙冷卻到足夠的程度。 光陰一分分，一年年地流逝著，30萬年過去，宇宙的溫度溫度隱降到了4000K，然而其均勻狀態(tài)依然如故；1000萬年過去，宇宙中高能輻射冷卻變成微波背景輻射，氫核和擬核形成了各自的原子，原子間的引力也終于戰(zhàn)勝擴(kuò)散壓力和輻射壓，在它的作用下漸漸形成了一個個物質(zhì)密度較大的地區(qū)，并繼續(xù)向中心收縮；原始星云就這樣形成了。在宇宙誕生1000萬年以后，由氫擬兩種元素構(gòu)成的巨大原始星云彌漫著太空，雖然非常稀薄，卻表明宇宙物質(zhì)不再處于均勻分布的狀態(tài)，這預(yù)示了宇宙星光燦爛的未來。 恒星形成 原始星云在引力的作用下繼續(xù)向中心聚集，并因星云間的潮汐作用開始旋轉(zhuǎn)，漸漸形成一雙凸透鏡的形狀。星云收縮使引力不斷增強(qiáng)，從而促使旋轉(zhuǎn)不斷加速，而旋轉(zhuǎn)加速又導(dǎo)致星云緣不穩(wěn)定，從而裂成兩個旋臂。旋臂上發(fā)生局部的凝結(jié)，每個凝塊具有適當(dāng)體積，可以在我們所見的恒星狹小限度內(nèi)形成恒星。 以上過程不斷進(jìn)行著，整個星云最終演化成星系。宇宙中最初形成星系的時間大約是大爆炸后十億年。通過哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，可以發(fā)現(xiàn)在我們星系以外的遙遠(yuǎn)空間里正在形成的其它星系，那正是幾十億年前形成這些星系的情形。目前用天文望遠(yuǎn)鏡觀測的星系總數(shù)須以10億來計算，我們所在的銀河系只是其中的普通一員而已。這些星系都是龐大的恒星集團(tuán)，且距離我們極其遙遠(yuǎn)，因此稱之為“島宇宙”。十幾個或幾十個星系由引力維系在一起，組成星系團(tuán)；隨著宇宙的膨脹，星系團(tuán)間正彼此遠(yuǎn)離。 恒星的生命歷程 恒星是宇宙物質(zhì)凝聚到一定程度的產(chǎn)物，它起源于旋渦星云臂上的一塊區(qū)域。在這塊區(qū)域物質(zhì)較密集的部分，由于自身的引力較強(qiáng)，就會使物質(zhì)聚集得更快，溫度也上升更快，旋轉(zhuǎn)得更快。這一過程逐漸加劇，當(dāng)某一區(qū)域的中心溫度上升到約1000萬k時，就會引發(fā)熱瓜反應(yīng)，向外發(fā)放輻射，恒星的生命歷程便開始了；而旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到一定值時，恒星就會分裂成互相繞行的雙星或多星。 雙星（或多星）是恒星演化的正常規(guī)程，而伴有行星的單星（例如太陽）則是恒星演化中極其 罕見的事件，大約在十萬個恒星中才有一個，它的起源過程至今仍然只是一個猜想：在恒星演化的某一早期階段，兩個氣體星運(yùn)行到彼此鄰近時，便產(chǎn)生了潮汐波。及至兩星接近到某一臨界距離時，這潮汐波即射出長臂狀的物質(zhì)，然后再裂成具有適當(dāng)大小與特性的物體，形成像地球這樣的行星。起源于原始星云中的恒星為第一代恒星，它們是由原生物質(zhì)組成的氣體星球。宇宙史紀(jì)元50億年時，第一代恒星產(chǎn)生了，它們照亮了幽暗的太空，從此一個新的宇宙時代來臨了。