宇宙到底有多大?
突然被问到这问题,想必一下子很难回答清楚吧。
宇宙似乎不像普通的事物一样有个大小的限度,而是一直处于膨胀之中。这就是所谓的宇宙宇宙膨胀说。但是,宇宙真的在膨胀吗?有什么证据吗?我们来把它和爱因斯坦的相对论放在一起来解释。
宇宙诞生以来已137亿年!解明进化之史!
据说宇宙诞生至今已过了137亿年。一下子说137亿年让人很难想象,不如想想这个,太阳诞生于46亿年前,地球也基本在同时期诞生。
也就是说宇宙的年龄是地球的三倍以上。有名的大爆炸宇宙论说的是在137亿年前宇宙在一场巨大的“爆炸”中诞生,这一理论中所提出的宇宙对比现实的宇宙,二者有一致的地方。
大爆炸宇宙论和宇宙的进化过程
宇宙的开端,大爆炸的伊始,所有能量都被压缩在数毫米大小中,宇宙仍处于火球状态。十万分之一秒后,宇宙在膨胀的同时温度逐渐下降,电子、正电子、夸克、光子等基本粒子开始产生。三分钟后,基本粒子互相结合,原子核形成。30万年后,宇宙温度进一步下降,原子开始形成,自由电子数量减少,光可以从宇宙中透出,宇宙开始变亮。10亿年后,物质因引力作用聚集在一起,开始形成原星系和星系团。现在(137亿年后),宇宙仍在持续膨胀,也仍有新的星星在形成。
大爆炸理论的问题在于宇宙的所有质量均从这一个奇点而来,这个密度无限大的点究竟是什么?它是怎么来的?在大爆炸前发生了什么?这些问题现在仍是未解之谜。
宇宙膨胀说的开端是广义相对论
爱因斯坦于1917年开始着手研究宇宙,凭他计算出的宇宙方程式,他意外得出了宇宙会因自重最终坍缩的结论。
爱因斯坦猜想,既然这样无法得出静态宇宙的结论,那么应该有一种与引力相互抵抗的“万有斥力”来使宇宙保持静态。
(顺便一提,在现代宇宙论中,这种万有斥力对应的是暗能量。)
同一年,荷兰天文学家威廉·德西特(Willem de Sitter)从另一个视角——真空进行研究。他得出的惊人结论是,宇宙是因自身携带的物质而持续膨胀的。
这和爱因斯坦最开始得出的结论是完全相反的。但哈勃望远镜在1929年的观测结果为宇宙膨胀说提供了证据。
哈勃望远镜被用于分析从星系深处射出的光线的光谱。它以造父变星为基准测定了20个星系,发现各星系光谱中存在红移,其距离为等比增长。