现在2018年全宇宙大小比较的大小是不是有限的呢?

现代宇宙学始于20世纪初,此前人们一直坚信:宇宙的疆域是无限的,时间是无休无止的,空间是无穷无尽的。1929年,美国著名天文学家埃德温·哈勃对“旋涡星云”进行观测后发现,所有星系都在离我们而去,而且“逃离”的速度越来越快。至此,结合科学的研究手段和充分的证据,不少科学家开始相信宇宙正在不断膨胀。137亿年前的故事宇宙正在不断膨胀?是的!宇宙并不是一成不变的,而是在不断地变大,它的疆域正在向四面八方扩张。宇宙到底是从何而来的呢?人类的生命都是由一个小小的受精卵开始的,那么宇宙的起点究竟在哪里?
如果我们追逐着宇宙的脚步溯源而上,我们就会发现,宇宙应当是从某个体积更小、密度更大的状态变化而来的。换句话说,宇宙也应该和我们一样,有一个从“受精卵”开始的进化过程。1946年,美国天文学家伽莫夫提出“宇宙大爆炸”理论。伽莫夫认为,在宇宙诞生之前,既没有时间,也没有空间,更没有物质,但却充满了能量。大约在137亿年前,在这片虚无混沌中,一个体积无限小、质量无限大的点爆炸了,宇宙随之诞生。大爆炸开启了空间,也创造了时间、星体、空气和水,而生命和物质就由能量转换而来,在这个不断膨胀的时空里逐渐形成。
每分每秒,地球都会接收许多来自宇宙中的光线,而目前到达地球最“古老”的光线就是137亿年前出现的宇宙背景辐射。在宇宙诞生之初,距大爆炸约40万年后,宇宙仍是一颗灼热、高温的火球,并发射出耀眼的光芒,而这些光芒就是宇宙背景辐射,是大爆炸的余光。宇宙如何膨胀按照宇宙大爆炸的理论,宇宙的持续膨胀是毫无疑问的,各种星系和其他天体彼此高速远离而去。因此,宇宙物质将变得越来越稀疏,密度也越来越小。如果真是如此,我们的宇宙终将变得“空空荡荡”。于是就有一种理论认为:当宇宙膨胀使星系之间的距离变得足够“遥远”的时候,就会有许多新的物质从“虚无”中被创造出来,弥补出现的“间隙”,以保持宇宙物质的应有密度,不过这种猜想完全违背了物质守恒定律。那么,宇宙到底是如何膨胀的呢?
利用数学方式提出宇宙模型的第一人——俄罗斯科学家亚历山大·弗里德曼,结合爱因斯坦的相对论,提出了自己的想法:一个时间不发生变化的空间,即静止的宇宙是不存在的。随着时间的推移,空间要么变大,要么缩小。弗里德曼对这两种情况进行了分析,最终总结出宇宙膨胀的三类情况:第一,当整个宇宙的密度很大时,万有引力也很大,因此星系退行的速度会不断减慢直到逐渐停止,这也意味着宇宙的膨胀停止了。这个停止的过程不会很久,使宇宙慢下来的力会导致宇宙逆转其进程,就像反着放电影胶片一样,宇宙开始收缩,直到成为一点。这种宇宙模型叫做封闭式模型。第二,宇宙最初的体积为零,一旦开始膨胀,便会不停地膨胀下去,因为宇宙的物质密度不足以提供使它停下来的万有引力。这就如同人类发射火箭的情景,当火箭耗尽燃料后,如果速度小于第一宇宙速度时,火箭升空的速度越来越慢,最终在重力的吸引下落回地面;如果达到了第一宇宙速度,它就会飞向太空,与地球永久地告别。目前我们在宇宙中观察的现象是,星系是相互飞离的,类似于第二种情况。这种宇宙模型被称为开放式模型。第三,宇宙会如同封闭式、开放式一样膨胀,此后虽然宇宙也不停地膨胀,但总是在收缩的边缘徘徊。这种模型被称为平直式模型。不论是封闭的宇宙模型还是开放的宇宙模型,抑或是平直式模型,随着时间的推移,星系的退行速度肯定是会减慢的。然而,生存在膨胀宇宙中的人类根本无法断定宇宙的模型到底是上述的哪一种。到底宇宙是会永远收缩下去,还是会在收缩过后又膨胀,抑或是始终在收缩的边缘徘徊呢?有限无界的宇宙
目前,越来越多的科学家认为,宇宙并不会无限制地扩大,当它膨胀到一定程度时就会停止,并将这种状态保持一定的时间长度。在这种状态下,宇宙的大小有限,但却没有边界(起点和终点),就如同地球一般。我们都知道地球的表面积是有限的,假如有一个人在地球表面走,不管他走得多远,也不管是朝哪个方向走,即使是不停地走下去,在地球表面绕了一圈又一圈,他也不会遇到一个边界。因此,现代天文学和物理学对这个问题的研究结论是:宇宙是有限却无界的。但假如在这个世界上,有一双不在宇宙范围内的绝对客观的眼睛,就会看到我们的宇宙的大小是有限的,但我们自己却永远也达不到宇宙的边缘,因为连光线都不能从这个宇宙逃逸出去。在宇宙的边缘,光在尽一切努力逃走,但终究会被引力吸引而留在这个空间内。即使我们有光速的飞船,但当我们驾驶它到达宇宙的边缘时(假设能够到达宇宙的边缘),飞船就会开始变慢,我们只能在宇宙的边缘徘徊,但我们根本感觉不到。在宇宙边缘这个扭曲的空间里,即使一直朝一个方向飞行,飞行路线从其他空间看起来也是弯曲的,我们只会一直在宇宙的最远处环绕飞行。
说到这儿,你是不是感觉我们所在的宇宙就像是一个巨大的黑洞呢?没错!的确已经有不少科学家认为,我们的宇宙就是一个黑洞。而且他们还认为,在这个黑洞之外又是一个更大的宇宙,或者说是一个更大的黑洞,就好像俄罗斯套娃一样,无休无止,无穷无尽。宇宙的大小既然宇宙是有限的,那么宇宙的大小应该是可以测算的。想要了解整个宇宙的大小和模样,就要先知道宇宙的曲率和形状。所谓曲率,就是空间的弯曲程度。按一般相对论的理论,空间是有可能弯曲的。但因为空间弯曲的样子难以想象和理解,我们仍以地球表面那样的二维面来测算大致的面积和体积吧。
我们知道,实际上我们处于一个三维空间,地球的赤道就是弯曲的,但是,在实际生活中,赤道给我们的感觉仍是一条笔直的直线。因此,我们根本不能真实地感觉地球表面的弯曲程度。同理,对于生活在三维空间的我们而言,尽管知道三维空间是弯曲的,但我们根本感受不到。不过,我们仍有确认三维空间弯曲程度的方法。在曲率不同的宇宙中,几何图形的性质也不一样。以三角形为例,三角形的内角之和,在不弯曲的空间、即曲率为零的情况下是180&;在弯曲的空间,可能比180&大或比180&小,前者曲率为正,后者曲率为负。
三维宇宙的曲率差异无法用图象表现出来,但是,如果我们将三维宇宙想象成一个二维的面,则曲率为零的宇宙就是一张长方形的平坦的纸。那么,曲率为正或负的宇宙空间应该是怎么样的呢?曲率为正的宇宙应该类似于球体,曲率为负的宇宙应该是马鞍形的曲面。不过,由于宇宙有限但却无界,所以我们根本无法准确预测出宇宙的形状和曲率,因此我们所有的推测都只是有科学根据的想象而已,更遑论测算宇宙的大小。况且,宇宙膨胀的速度比光速还快,人类根本看不见宇宙的最深处,所以我们只能讨论观测到的宇宙有多大。根据宇宙大爆炸理论,宇宙是在137亿年前出现的,宇宙中的天体是在大爆炸中产生的,也就是说最早的天体诞生于137亿年前。根据宇宙在大尺度上是相似的原理,地球理论上能够接收到来自这些最古老天体的光,因此我们能够在地球上看到的最年长的天体应当有137亿岁了。宇宙一直在膨胀,空间的急速膨胀使距离急剧增大,等到最远天体的光到达地球之时,它们已经退行至470亿光年之外了。因此,人类目前能够观测到的最远天体,应当距离地球约470亿光年,能够观测到的宇宙的尺度就大约是940亿光年了(仅以曲率为零的二维空间测算)。
当我们知道宇宙是有限的,一定会有人思考下一个问题:宇宙的外面是什么?对于这个问题,科学家的回答是没有“外面”这一说法。当我们在思考“宇宙外面是什么”的时候,其实是以那里存在空间为前提的。但是,宇宙的外面不可能有空间,如果在那里有空间,只能说明那里仍然处于宇宙的范围之内。不过,宇宙是否只有一个呢?
我们所说的宇宙是从“虚无混沌”中诞生的。如果这个说法正确,则意味着从“虚无混沌”中诞生的宇宙极有可能不只有我们所存在的这一个宇宙,诞生无穷多的宇宙也不是没有可能。按照物理学家佐藤胜彦的“暴胀论”说法,在引起暴胀的空间中,暴胀结束的区域会像肥皂泡那样到处出现,这些空间会逐渐变大。但是整个宇宙不可能被这样的空间占满,空间与空间之间的缝隙仍会继续暴胀。每个空间都会构成一个独立的宇宙,我们所在的宇宙也许就是这些空间中的一个。不过,值得我们深思的是,每当一个新的空间出现,就意味着增加一个缝隙,一个新缝隙的出现就意味着又会生成一个新的宇宙。再加上宇宙空间的不断膨胀,新的宇宙会继续出现,周而复始,永无停歇。因此,就有科学家认为,在大爆炸之初,只形成了一个母宇宙,但随着上述过程的重复,从这个母宇宙中又诞生了子宇宙、孙宇宙、重孙宇宙,从而形成了无穷多的宇宙。但是这些宇宙的时空是完全被隔绝的,相互之间没有物质或光等一切能量的往来。“多重宇宙论”目前还只是一个假说,人们也还不能证明其他宇宙的存在,更不用说有观察证据直接予以证明了。不过,已经有一个美国的试验团队开始着手探索这一话题的科学性和真实性,或许在未来会给我们一个合理的解释与答案。特别声明:本文为网易自媒体平台“网易号”作者上传并发布,仅代表该作者观点。网易仅提供信息发布平台。
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>>>第二宇宙速度的大小是()A.7.9Km/sB.11.2Km/sC.16.7Km/sD.20Km..
第二宇宙速度的大小是( & )
A.7.9Km/s
B.11.2Km/s
C.16.7Km/s
题型:单选题难度:中档来源:不详
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据魔方格专家权威分析,试题“第二宇宙速度的大小是()A.7.9Km/sB.11.2Km/sC.16.7Km/sD.20Km..”主要考查你对&&宇宙速度&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:
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三种宇宙速度:第一宇宙速度的推导:(1)因靠近地面时,轨道半径近似等于地球半径R,卫星在轨道处所受的万有引力近似等于卫星在地球表面所受的重力.也就是说重力提供向心力如果速度小于,那么由于重力比所需的向心力大,导致卫星掉回地面,故这也是最小的发射速度。(2)第一宇宙速度还可用来导出v=在卫星同绕地球运行的轨道中,地球半径是最小的轨道半径,可知此速度是最大的绕行速度。
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宇宙范围多大
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宇宙有多大? 美国学者认为直径至少780亿光年 宇宙大爆炸之后残留的背景微波辐射中的波纹揭示了宇宙的大小这一令无数人关心的问题:宇宙两头相距至少780亿光年。 美国蒙大拿州立大学物理学家Neil Cornish领导的研究小组认为,他们的研究至少部分的回答了宇宙学一个最基本的问题:宇宙有多大? 直到现在,对宇宙尺寸的估算在“你看到有多大就是多大”到“无限”之间,总而言之没有一个多数人认可的答案,而完全依靠你偶然灵光闪现想出来的一个宇宙模型。Cornish等人的研究至少确定了宇宙尺寸的下限,它没有排除宇宙无限大的可能。 根据《自然》杂志,有人认为宇宙象一个足球,直径600亿光年。其它一些理论则认为宇宙事实上没有那么大,但它自己缠绕着自己,所以很难确定边界。Cornish对《自然》杂志表示,“原则上,地球的光线环绕着宇宙跑,所以如果我们看到40亿前年地球的情况请不要大惊小怪。” 他的研究小组于是决定在宇宙中寻找地球早期的状况。但应该看哪里呢?答案是尽量远,这意味着他们需要使用WMAP探测器分析宇宙背景微波辐射。这可以探测到宇宙形成最初期(大爆炸之后379,000年)产生的微波辐射。 如果宇宙较小,同一来源的光线将可以从不同方向到达同一个位置。该研究小组计算认为,这将产生辐射的不规则性(热点和冷点)。然而研究小组没有发现背景微波辐射中的冷点和热点。Cornish由此做出结论认为,宇宙比我们的设备所能观测到的范围要大,直径至少780亿光年。宇宙还可能更大,他希望通过进一步的研究WMPA结果修正自己的计算。宇宙的最小尺寸可能增大到900亿光年。 2.宇宙就象人心那样大。对于心胸宽广的人来说,真是天地广阔、无边无际。而对于心胸狭隘的人来说,则是针尖买芒难以立足。 3.“宇宙”一词,最早大概出自我国古代著名哲学家墨子(约公元前468-376)。他用“宇”来指东、西、南、北,四面八方的空间,用“宙”来指古往今来的时间,合在一起便是指天地万物,不管它是大是小,是远是近;是过去的,现在的,还是将来的;是认识到的,还是未认识到的……总之是一切的一切。 从哲学的观点看。人们认为宇宙是无始无终,无边无际的。不过,对这个深奥的概念我们不打算做深入的探讨,还是留给哲学家们去研究。我们不妨把眼光缩小一些,讲一讲利用我们现有的科学技术所能了解和观测的宇宙,人们把它称为“我们的宇宙”或“总星系”。 从最新的观测资料看,人们已观测到的离我们最远的星系是130亿光年。也就是说,如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出,那幺要经过130亿年才能到达地球。这130亿光年的距离便是我们今天所知道的宇宙的范围。再说得明确一些,我们今天所知道的宇宙范围,或者说大小,是一个以地球为中心,以130亿光年的距离为半径的球形空间。当然,地球并不真的是什幺宇宙的中心,宇宙也未必是一个球体,只是限于我们目前的观测能力,我们只能了解到这一程度。 在这个以130亿光年为半径的球形空间里,目前已被人们发现和观测到的星系大约有1250亿个,而每个星系又拥有像太阳这样的恒星几百到几万亿颗。因此只要做一道简单的数学题,你就不难了解到,在我们已经观测到的宇宙中拥在多少星星。地球在如此浩瀚的宇宙中,真如沧海一粟,渺小得微不足道。 4.人类所认识的宇宙有多大 宇宙蕴藏着所有的物质,其中包括人类已发现的能量和辐射,也包括人类所知道并相信存在于太空内的一切一切。 宇宙中有数以亿计的天体,这些天体都是十分巧妙而有规律地相互组合的,大多数的星体构成星系,比如我们的太阳系就是。 星系再构成银河系。宇宙中最少有10万个大大小小的银河系。 宇宙空间是十分广阔的,光在一秒钟内可走30万千米,单是我们地球所在的银河系,跨幅的阔度就有10万光年。宇宙中有10 万个银河系,那么,宇宙究竟又有多大呢?大家不妨算算吧。 为了说明宇宙的范围,科学家们做了推算,130万个地球的体积仅相当于太阳的体积,而与太阳相当的恒星,在银河系中可达 2000多亿颗。如果把宇宙看做是一个半径1千米的大球,银河系则只有药片那么大,位于球心附近。 在实际观测中,人们使用高倍的射电望远镜,搜索到了200亿光年以外的类星体天狼巨星,这是目前人类能确实掌握的最远的 星体,也是人们认识宇宙的最大范围,当然,它还不是宇宙的实际边缘。因为人类的认识能力是有限的。 暂时还没有找到边际,不过我感觉宇宙是没有边际的,是无限大。至少现在人们认为宇宙是没边的。
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