有关宇宙的知识( 二 )


“形如足球”的模型令科学界震惊 , 因为这一学说宣称 , 宇宙之所以令人产生无边无界的“错觉” , 是因为这个有限空间通过“返转”效应无限重复映现自身 。 威克斯认为 , 人们之所以感觉宇宙是无限的 , 是因为宇宙就像一个镜子迷宫 , 光线传过来又传过去 , 让人们发生错觉 , 误以为宇宙在无限伸展 。
这一惊人推断后来被《新科学家》杂志收录 , 同时作为一种“奇谈”在民间广为流传着 。
【有关宇宙的知识】宇宙年龄定义
宇宙年龄(universe , ageof)宇宙从某个特定时刻到现在的时间间隔 。 对于某些宇宙模型 , 如牛顿宇宙模型、等级模型、稳恒态模型等 , 宇宙年龄没有意义 。
在通常的演化的宇宙模型里 , 宇宙年龄指宇宙标度因子为零起到现在时刻的时间间隔 。 通常 , 哈勃年龄是宇宙年龄的上限 , 可以作为宇宙年龄的某种度量 。 根据大爆炸宇宙模型推算 , 宇宙年龄大约200亿年 。
年龄推算
宇宙年龄为一百二十五亿年
【宇宙的不断膨胀】
科学家认为它起源为137亿年前之间的一次难以置信的大爆炸 。
这是一次不可想像的能量大爆炸 , 宇宙边缘的光到达地球要花120亿年到150亿年的时间 。 大爆炸散发的物质在太空中漂游 , 由许多恒星组成的巨大的星系就是由这些物质构成的 , 我们的太阳就是这无数恒星中的一颗 。 原本人们想象宇宙会因引力而不在膨胀 , 但是 , 科学家已发现宇宙中有一种“暗能量”会产生一种斥力而加速宇宙的膨胀 。
大爆炸后的膨胀过程是一种引力和斥力之争 , 爆炸产生的动力是一种斥力 , 它使宇宙中的天体不断远离;天体间又存在万有引力 , 它会阻止天体远离 , 甚至力图使其互相靠近 。 引力的大小与天体的质量有关 , 因而大爆炸后宇宙的最终归宿是不断膨胀 , 还是最终会停止膨胀并反过来收缩变小 , 这完全取决于宇宙中物质密度的大小 。
理论上存在某种临界密度 。 如果宇宙中物质的平均密度小于临界密度 , 宇宙就会一直膨胀下去 , 称为开宇宙;要是物质的平均密度大于临界密度 , 膨胀过程迟早会停下来 , 并随之出现收缩 , 称为闭宇宙 。
问题似乎变得很简单 , 但实则不然 。
理论计算得出的临界密度为5×10^-30克/厘米3 。 但要测定宇宙中物质平均密度就不那么容易了 。 星系间存在广袤的星系间空间 , 如果把目前所观测到的全部发光物质的质量平摊到整个宇宙空间 , 那么 , 平均密度就只有2×10^-31克/厘米3 , 远远低于上述临界密度 。
然而 , 种种证据表明 , 宇宙中还存在着尚未观测到的所谓的暗物质 , 其数量可能远超过可见物质 , 这给平均密度的测定带来了很大的不确定因素 。 因此 , 宇宙的平均密度是否真的小于临界密度仍是一个有争议的问题 。 不过 , 就目前来看 , 开宇宙的可能性大一些 。
恒星演化到晚期 , 会把一部分物质(气体)抛入星际空间 , 而这些气体又可用来形成下一代恒星 。 这一过程会使气体越耗越少 , 以致最后再没有新的恒星可以形成 。 10^14年后 , 所有恒星都会失去光辉 , 宇宙也就变暗 。 同时 , 恒星还会因相互作用不断从星系逸出 , 星系则因损失能量而收缩 , 结果使中心部分生成黑洞 , 并通过吞食经过其附近的恒星而长大 。

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