太空是怎樣形成的？

熱心網友：宇宙的形成 最初三分鐘 宇宙的最初源頭是一個奇點，即所謂的“宇宙蛋”，它凝聚了所有的時空質能，孕育著未來物質世界的一切，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，物質世界破殼面出，宇宙史的紀元從此開始。 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，由于大爆炸產生的極強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，所有物質被熬成一鍋基本粒子湯。 緊接著，一場肆虐的原始宇宙風暴開始了，基本粒了之間發(fā)生猛烈撞擊，中了熔入質子形成了氦核。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%質量的物質聚合成氦核，余下的物質幾乎為沒有聚合的質子，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 構建原始宇宙的原生物質（主要是約78%的氫和22%的氦）的產生過程，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生以后。初生宇宙的空間充斥著極強壯的高能輻射，熾熱驚人。原生物質氫核和氦核均勻分布在整個太空，它們之間的引力微弱，遠不足以克服巨大的擴散壓力和輻射壓，因此列法凝聚成團?？磥硪蚱七@種物質均勻分布的狀態(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)勝擴散壓力和輻射壓，在它的作用下漸漸形成了一個個物質密度較大的地區(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，卻表明宇宙物質不再處于均勻分布的狀態(tài)，這預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，漸漸形成一雙凸透鏡的形狀。星云收縮使引力不斷增強，從而促使旋轉不斷加速，而旋轉加速又導致星云緣不穩(wěn)定，從而裂成兩個旋臂。旋臂上發(fā)生局部的凝結，每個凝塊具有適當體積，可以在我們所見的恒星狹小限度內形成恒星。 以上過程不斷進行著，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。通過哈勃太空望遠鏡，可以發(fā)現(xiàn)在我們星系以外的遙遠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，且距離我們極其遙遠，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；隨著宇宙的膨脹，星系團間正彼此遠離。 恒星的生命歷程 恒星是宇宙物質凝聚到一定程度的產物，它起源于旋渦星云臂上的一塊區(qū)域。在這塊區(qū)域物質較密集的部分，由于自身的引力較強，就會使物質聚集得更快，溫度也上升更快，旋轉得更快。這一過程逐漸加劇，當某一區(qū)域的中心溫度上升到約1000萬k時，就會引發(fā)熱瓜反應，向外發(fā)放輻射，恒星的生命歷程便開始了；而旋轉速度達到一定值時，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，兩個氣體星運行到彼此鄰近時，便產生了潮汐波。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，然后再裂成具有適當大小與特性的物體，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，它們是由原生物質組成的氣體星球。宇宙史紀元50億年時，第一代恒星產生了，它們照亮了幽暗的太空，從此一個新的宇宙時代來臨了。

熱心網友：自從人類具有理性思維以后，冥冥星空便成了人類注目的神秘之地。人們常常要問：宇宙究竟是什么？宇宙有多大？宇宙是怎樣誕生的？它經歷了什么樣的過程，才演化成今天所見到的這個樣子？以后又將會怎樣？……無限的宇宙，蘊藏著無數(shù)未解之謎。    我們的祖先曾經用許多美麗的神話來解釋一些他們當時無法解釋的自然現(xiàn)象。關于宇宙的起源，有這樣一個傳說：起初天地沒有分開，活像一個大雞蛋。在這個雞蛋里睡著開天辟地的鼻祖盤古。盤古在雞蛋里睡了一萬八千年，才不斷長大了。有一次盤古伸腿，蛋殼碰痛了他的腳趾，他疼醒了，發(fā)現(xiàn)自己四周被圍，十分生氣，便找來神斧，對準一個薄弱處，奮力砍去，他又砍又撐，使盡全身力氣，終于使蛋殼破裂。隨著蛋殼崩裂的巨響，輕的東西向上飄，變成了天，重的東西向下沉，變成了地。位居天地之間的盤古一日九變，長高一丈。又過了一萬八千年，天升到最高處，地降到最深處，盤古也長到了頭，終于精疲力盡，像山崩一樣倒塌下來，他的肢體化成了山岳，肌肉變成了良田，血液化為江河，筋脈變成了大陸，齒骨變成了礦物，皮毛變成了草木。    神話終究是神話?？茖W家們?yōu)榱私议_宇宙形成之謎，進行了大量的研究，提出了種種假說。本世紀20年代，天文學家J.E.勒梅特首先提出“宇宙是由一個非常小的物體爆發(fā)而成”的看法，40年代，物理學家喬治·伽莫夫把這個爆炸叫做“大爆炸”，建立了“宇宙大爆炸”學說。    “大爆炸”理論認為我們的宇宙原是一個不大的、但密度極高、溫度極高的火球。如果把現(xiàn)在生成的地球比喻為一只乒乓球，那么宇宙的圓球直徑就好比足球場。大約在150億年前，這個原始火球突然發(fā)生了驚天動地的大爆炸，把物質拋向四周，從此產生了宇宙。從那時起，宇宙開始膨脹，溫度也隨著空間的擴大而降低。當宇宙年齡為10－44秒時，溫度高達1032℃，在這以后一剎那，即經過10－34秒后，宇宙突然“暴脹”，就像大氣球突然被大人猛烈一吹那樣，宇宙發(fā)生了巨大的爆炸，爆炸使宇宙在剎那間擴大了1029倍。大爆炸后0.01秒，宇宙溫度下降為1011℃；0.1秒后，溫度降到300億度；在13.8秒后溫度進一步降到30億度；35分鐘時，溫度已降到3億度。大爆炸后30萬年，溫度已下降到3000℃，宇宙開始變得透明了，在這期間也開始形成了化學元素。    150億年來，宇宙在不斷膨脹，溫度在逐漸降低，與此同時，產生和繁衍了生物。    有人像按比例尺畫地圖那樣，將這150億年的宇宙進化歷程濃縮在一年里，使我們得到了一個極為直觀有趣的“宇宙日歷”：1月10日，大爆炸，宇宙脫穎而出；5月1日，浩瀚的銀河系誕生；9月9日，太陽系問世；9月14日，地球形成；9月24日，地球上出現(xiàn)了原始生命；11月12日，綠色植物破土而出；12月26日，更高級的哺乳動物出現(xiàn)；12月31日0時22分30秒，原始人類站在地球上；23分46秒，北京猿人創(chuàng)造了火；23分59秒，中國歷史衍續(xù)到春秋……宋代；24分，全球進入了迄今仍在繼續(xù)的現(xiàn)代化社會。可見人類歷史只是宇宙歲月中極其短暫的一瞬。    大爆炸宇宙論的創(chuàng)立，標志著人類用科學的思辨推開了通向宇宙的門扉，成為人類文明史上的重要里程碑。    1964年，彭齊亞斯和威爾遜用射電天文望遠鏡在太空中發(fā)現(xiàn)了“大爆炸的遺物”3K微波背景輻射，證實了“大爆炸”理論的正確性，因此獲得了1978年諾貝爾獎學金。    80年代，諾貝爾物理獎獲得者丁肇中領導的研究小組在瑞士建造了名為“萊潑”的超級加速器來模擬宇宙爆炸。該加速器周長有27千米，它的龐大身軀將從鄰近瑞士日內瓦的平原，一直延伸到法國紫羅山下，所有的電纜、機器都深埋在地下50～100米深處。研究小組將約10億伏特電子輸入粒子加速器后，去和同樣高壓的反電子對撞。這億分之一秒的撞擊，將激發(fā)出相當于太陽表面溫度幾百億倍的高溫，模擬天地初開時那一剎那：宇宙爆炸。    1989年11月，美國發(fā)射了“宇宙背景探測者號”（COBE）衛(wèi)星（簡稱“科勃”），12月，“科勃”首次探查深空時，看到了一個完美的宇宙，既無形狀亦無變異，大爆炸的余輝是浩瀚、均勻的背景，以僅高于絕對零度的溫度向四方空間輻射?！翱撇弊C實宇宙始于一次猛烈的大爆炸而均勻擴張并冷卻至現(xiàn)在的狀態(tài)。美國科學家最近又觀測到一距離地球150億光年的云團，這是迄今為止所觀測到的最大最遙遠的物體，這些云團的產生和存在，是由于大爆炸造成的。美國宇航局的宇宙背景探測器（COBE）還發(fā)現(xiàn)了宇宙誕生中原始火球的殘留物，該小組的最新結果表明，大爆炸宇宙學通過了最嚴峻的考驗。

熱心網友：宇宙大爆炸

熱心網友：宇宙大爆炸，簡稱大爆炸（英文：Big Bang）是描述宇宙誕生初始條件及其后續(xù)演化的宇宙學模型，這一模型得到了當今科學研究和觀測最廣泛且最精確的支持。宇宙學家通常所指的大爆炸觀點為：宇宙是在過去有限的時間之前，由一個密度極大且溫度極高的太初狀態(tài)演變而來的（根據(jù)2010年所得到的最佳的觀測結果，這些初始狀態(tài)大約存在發(fā)生于133億年至139億年前），并經過不斷的膨脹到達今天的狀態(tài)。 比利時牧師、物理學家喬治·勒梅特首先提出了關于宇宙起源(The Beginning of the Universe)的大爆炸理論(The Big Bang Theory)，但他本人將其稱作“原生原子的假說”。這一模型的框架基于了愛因斯坦的廣義相對論，并在場方程的求解上作出了一定的簡化（例如空間的均一和各向同性）。描述這一模型的場方程由蘇聯(lián)物理學家亞歷山大·弗里德曼于1922年將廣義相對論應用在流體上給出。1929年，美國物理學家埃德溫·哈勃通過觀測發(fā)現(xiàn)從地球到達遙遠星系(galaxy)的距離正比于這些星系的紅移(redshift)，這一膨脹宇宙的觀點也在1927年被勒梅特在理論上通過求解弗里德曼方程而提出，這個解后來被稱作弗里德曼-勒梅特-羅伯遜-沃爾克度規(guī)。哈勃的觀測表明，所有遙遠的星系和星團在視線速度上都在遠離我們這一觀察點，并且距離越遠退行視速度越大。如果當前星系和星團間彼此的距離在不斷增大，則說明它們在過去的距離曾經很近。從這一觀點物理學家進一步推測：在過去宇宙曾經處于一個極高密度且極高溫度的狀態(tài)，在類似條件下大型粒子加速器上所進行的實驗結果則有力地支持了這一理論。然而，由于當前技術原因粒子加速器所能達到的高能范圍還十分有限，因而到目前為止，還沒有證據(jù)能夠直接或間接描述膨脹初始的極短時間內的宇宙狀態(tài)。從而，大爆炸理論還無法對宇宙的初始狀態(tài)作出任何描述和解釋，事實上它所能描述并解釋的是初始狀態(tài)之后宇宙的演化圖景。當前所觀測到的宇宙中輕元素的豐度，和理論所預言的宇宙早期快速膨脹并冷卻過程中最初的幾分鐘內，通過核反應所形成的這些元素的理論豐度值非常接近，定性并定量描述宇宙早期形成的輕元素的豐度的理論被稱作太初核合成。 大爆炸一詞首先是由英國天文學家弗雷德·霍伊爾(Sir Fred Hoyle)所采用的?；粢翣柺桥c大爆炸對立的宇宙學模型——穩(wěn)恒態(tài)理論(Steady State Theory)的倡導者，他在1949年3月BBC的一次廣播節(jié)目中將勒梅特等人的理論稱作“這個大爆炸的觀點”。雖然有很多通俗軼事記錄霍伊爾這樣講是出于諷刺，但霍伊爾本人明確否認了這一點，他聲稱這只是為了著重說明這兩個模型的顯著不同之處。霍伊爾后來為恒星核合成的研究作出了重要貢獻，這是恒星內部通過核反應從輕元素制造出某些重元素的途徑。1964年宇宙微波背景輻射的發(fā)現(xiàn)是支持大爆炸確實曾經發(fā)生的重要證據(jù)，特別是當測得其頻譜從而繪制出它的黑體輻射曲線之后，大多數(shù)科學家都開始相信大爆炸理論了。

熱心網友：沒有開始，有多個星系組成的黑洞