宇宙中的物质以什么形式存在,宇宙中物质存在的形式有哪些

首页 > 经验 > 作者:YD1662024-02-29 23:25:16

而现在一些研究认为,可观测宇宙总质量约为10^53g,只有真空零点能1个立方厘米的1/10^42,也就是100亿亿亿亿亿分之一。

由此,这个奇点具有整个宇宙的能量就不奇怪了。至于为什么真空零点能的本底能量有这么大,这是量子力学里面很高深复杂的话题,我们吃瓜群众只要知道这很神奇,但真实存在就够了,无须追根究底。

那么宇宙既然是大爆炸诞生,为啥没有中心呢?

这个问题许多人迷惑,我解释过很多次还是迷惑。之所以有这个迷惑,是因为许多人都把宇宙爆炸想象成我们周围的事物,如一个爆竹或一个炸弹爆炸了,那个爆竹或炸弹爆炸点不就是中心吗?

其实,宇宙大爆炸可以想象成一个炸弹爆炸,但又不完全像炸弹这样爆炸,而是膨胀。可以理解为最开始的奇点膨胀成了今天的样子,有点像一个气球(当然是没有吹嘴的气球)或一个篮球,而所有能量转化出来的物质,如星系和恒星,都在球面上,而不是在球里面。

宇宙中的物质以什么形式存在,宇宙中物质存在的形式有哪些(9)

这样所有的星系物质就像画在篮球或气球表面的各种图案或星星点点,在一个圆球表面,我们取任意一点向四周看,都是一样的。随着宇宙膨胀这些星星点点的图案都会相互分得越来越开,但却没有中心,或者说任何一点都是中心。

就比如在地球表面,你说哪里是中心呢?是北京还是纽约,又或者说是巴黎?只有古代帝王及其拥簇者才会认为自己是世界的中心,如果现在还有人这样认为,就愚昧了。当然这里说的只是地球表面,宇宙就像地球的表面,宇宙没有地核这样的核心。

宇宙膨胀的证据是天文学家埃德温·哈勃在上世纪初发现的,并以此创立了哈勃定律。这个理论的主要内容是,宇宙在不断膨胀,站在宇宙任何一点观测,各向同性(都是一样的),因此宇宙没有中心;距离我们越远的星系离开得越快,且与距离成正比关系,公式简单表述为:V= HD。

宇宙中的物质以什么形式存在,宇宙中物质存在的形式有哪些(10)

这个公式里的V表示星系离开我们的视向速度,单位km(千米或公里);H是哈勃常数,就是距离我们1Mpc(1百万秒差距,约326万光年)的地方,星系离开我们的速度,单位是km/s(公里/秒);D为目标星系与我们的距离,单位为哈勃常数距离的倍数。

要计算宇宙膨胀的速率,或者某个星系离开我们的速率,哈勃常数必须是已知参数。为了获得更准确的哈勃常数,各国科学家运用各种望远镜、卫星等精密仪器,辛勤观测计算了几十年,但每次得出的数据都不完全一样。

几十年来,先后得到比较有影响的几次数据为:77km、74.2km、68.7km、82.4km。我们取其一个平均数,约等于75.6km/s,如果将这个哈勃常数代入公式,就可以得出在哈勃常数2倍距离,也就是652万光年的地方,星系退行速度为151.2km/s,以此类推,在可观测宇宙边际,距离我们465亿光年的星系,离开我们的速度约为1078343km/s,约为光速的3.6倍。

宇宙中的物质以什么形式存在,宇宙中物质存在的形式有哪些(11)

有些人又有了疑问,既然宇宙膨胀速度这么快,我们怎么感觉不到呢?千百年来,太阳还是那个太阳,月亮还是那个月亮?

其实我前面都已经说得很清楚了,宇宙膨胀只是大尺度叠加的膨胀,并非星系之间相互离开的速度,膨胀速率为光速的3.6倍,只是可观测宇宙465亿光年最远处的星系离开我们的速度。

根据越近速度越慢的规律,在我们附近宇宙膨胀速率很慢,而且天体更主要受到的影响是引力作用,因此是感觉不到膨胀的。今天就说到这里吧,欢迎讨论,感谢阅读。

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