好听的坐骑名字:谁能介绍一下宇宙膨胀说?

来源:百度文库 编辑:高考问答 时间:2024/04/25 17:17:00

秋日晴夜,万里无云,星星忽闪着红色的、蓝色的或白色的芒光,像是在向人们眨眼睛。偶尔有一流星划过夜空,留下一条长长的光迹。躺在草地上仰望星空,不禁心驰神往、遐思万里:这天空,这宇宙,多么深邃,多么奇妙!它究竟是什么样子的,又是怎么来的?它有多大?它有起始吗?有终极吗?空间是平坦的吗?空间有方向吗?我们要到哪里去?!
我们要到哪里去?你见过游乐园中不断转圈的木马吗?假如这些转圈的木马“整个儿”地沿着巨大的椭圆形轨道运动,假如这时候在某只木马上坐着一位喇嘛,他的右手不停地转动着一只经简,假如这只经筒上刚好有一只小小的蚂蚁,这只蚂蚁在经筒上爬来爬去,它不会感到有什么不自在,但它知道它在哪里、要往何处去吗?我们人类,是不是有点像这只经筒上的蚂蚁?于是,我迷惑了。
我迷惑了,我们也都迷惑了。于是,大师们出来说话了,出来解惑了。
一九二九年,美国天文学家哈勃根据“所有星云都在彼此互相远离,而且离得越远,离去的速度越快”这样一个天文观测结果,得出结论认为:整个宇宙在不断膨胀,星系彼此之间的分离运动也是膨胀的一部份,而不是由于任何斥力的作用。
其后的宇宙膨胀学说提出:我们可以假设宇宙是一个正在膨胀的气球,而星系是气球表面上的点,我们就住在这些点上。我们还可以假设星系不会离开气球的表面,只能沿着表面移动而不能进入气球内部或向外运动……。如果宇宙不断膨胀,也就是说,气球的表面不断地向外膨胀,则表面上的每个点彼此离得越来越远,其中某一点上的某个人将会看到其他所有的点都在退行,而且离得越远的点退行速度越快。(引自《宇宙指南》第224页)。
彩色斑斓的气球上斑斑点点,随着气球被吹胀,球上的斑点各自远离而去。许多天文书籍上都用了一个人在吹气球这样生动的插图,来形象地说明宇宙膨胀的理论。但是,除了这种“宇宙膨胀”的观点以外,难道就没有别的观点和理论能够解释“所有星系都在彼此离得越来越远,而且离得越远退行速度越快”这样的天文观测结果吗?我们不禁要问:我们的宇宙真的象气球?它真的在膨胀?是上帝在吹这个气球?上帝觉得这很好玩吗?(插图见《从一到无穷大》第293页及《宇宙的起源》第11页)
现在的宇宙,我们这个气球,已经让上帝吹得这么大了。但是,原来的宇宙,上帝还没有吹气球之前,是什么样子的呢?
现在的宇宙,据说是150亿年前发生的“创世大爆炸”造成的。“创世大爆炸”理论认为,宇宙最初是由一个体积之小、能量和质量密度之大均难以想象的“粒子”突然爆炸,扩展开来,向四处喷发出放射线,后来凝固成质点,经过150亿年的发展变化而成了现在这个样子。
比利时天文学家乔治·埃杜伍德·莱美卓的说法更为形象,他在1927年提出:宇宙是从一个发生剧烈爆炸的“宇宙蛋”开始的,今天在不断膨胀的宇宙是由“宇宙蛋”爆炸产生的。(《宇宙指南》第224页)
这样解释宇宙的创世,似乎还不能使我们消除迷惑。正如《宇宙指南》一书中所说的,如果我们回到大碰撞(指创世大爆炸)的时候,并假设宇宙的所有物质和能量都集中在一个相当稠密的小球(也就是“宇宙蛋”了)中,这个小球非常热,它发生爆炸形成了字宙,那么这个小球是从哪来的呢?它是怎么形成的呢?(见该书第229页)我们还要问,谁产下了这枚“宇宙蛋”?又是谁孵化了它?是上帝吗?上帝会下蛋吗?
按照大爆炸宇宙论,宇宙的不断膨胀,使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。如若如此,我们的宇宙终将变得“空空荡荡”。于是又有另一种理论认为:当宇宙膨胀使星系之间的距离变得足够“巨大”的时候,就会有许多新的物质从“虚无”中被创造出来,以填补出现的“间隙”,维护宇宙物质的应有密度,他们甚至计算出新物质产生的速度。(见《宇宙的起源》第34页)这真是“无中生有”!在这里,我们不但发现物质守恒定律变得毫无意义,而且还发现上帝在背后又插了一手。
宇宙膨胀也好,刨世大爆炸也好,这些理论的提出,都是引伸自同一个最基本的天文观测结果,或者说都是为了解释这样一个天文观测结果:所有星云都在彼此互相远离,而且离得越远离去的速度就越快。尽管对于创世大爆炸和宇宙膨胀的理论尚有其它“佐证”予以支持,但是,其最根本的依据却是上面提到的天文观测结果。对于这样一个天文观测结果,我认为。“宇宙膨胀”和“创世大爆炸”并不是最好的解释。如果整个宇宙真的在膨胀,为什么我们所在的银河系不膨胀?为什么太阳系不膨胀?为什么地球不膨胀?为什么我们不膨胀?有一本书上这样说:“看来我们不得不得出这样的结论,即大爆炸是一切——空间、时间、物质和能量的最初开端。如果要问(许多人就是这样问的)大爆炸以前发生了什么,或者问什么引起了大爆炸,这显然是没有意义的。不存在以前。在没有任何时间的地方,也没有任何常识中的因果关系。”(《宇宙的最后三分钟》第18页)很奇怪,探求大爆炸以前的事情怎么会是没有意义的呢?这显然说明了理论本身的严重缺陷,他无法解释了,所以也不让你探问。
我认为,宇宙的模型应该像一个南北极深凹进去的地球,它不大可能是圆圆的“足球”,更可能是长椭圆形的“橄榄球”。它还没有名字,我们暂时叫它“巨球”吧。大量的物质从巨球的一极——A极高速喷发出来,然后沿着巨球表面的“经线”奔向另一极——B极,并最终在B极被巨球“吞入腹中”。巨球的“腹中”是另一个我们没有发现的宇宙——“反宇宙”,物质在那里历经巨变,然后再从A极喷出。循环往复,以至无穷。为了表述上的方便,让我们暂且把巨球横截面的大圆叫做“赤道”,A极所在的半球叫做A半球,B极所在的半球叫做B半球。物质从A极喷出之后,由于某种原因(这种原因我们在后面再行探讨。)沿“经线”运动的速度越来越快,到达赤道的时候,速度达到最大,越过赤道以后,速度逐渐减缓。我们的星球现在处在A半球,由于A半球的经线是“发散”的,经线越张越开,再由于“前面的星球速度比我们快,我们的速度又比后面的星球快”,所以大家的感觉是彼此越来越分开,似乎宇宙在膨胀了。如果我们越过了巨球的赤道,进入了B半球,由于经线越来越收敛,前面的速度越来越变慢,大家就会觉得彼此越来越靠近,似乎宇宙在收缩了。其实,宇宙在“膨胀”或“收缩”仅仅是一种错觉。物质从A极高速喷发出来,决不仅仅是一次,而是经常的、不断的、无限多次的,而且是从来就是这样的、今后也是这样的。“创世大爆炸”仅仅是对于“喷出我们的这一次”的记忆,是对于“火山不断喷发某一瞬间”的误解。那么,物质从A极喷发出来之后,其运动速度为什么会越来越快,而越过巨球的赤道之后,物质的运动速度又变得越来越慢了呢?如果我们取宇宙模型的纵剖面来看,就会看到一个长椭圆形(只不过两端深凹了进去),物质沿椭球表面从A向B运动,0点则是另一个宇宙——反宇宙的质心。整个图形有点像我们太阳系的简图。这使我们想起了开普勒的行星运动三大定律和牛顿的天体力学理论。根据牛顿的天体力学理论,我们知道有这样一条定理:从运动物体引向一个固定力心的直线段所扫过的面积在同一固定平面内并且和扫过的时间成正比。也就是说,这条直线段在同一时间内所扫过的面积都相等。这就很好地解释了物质运动速度的快慢变化问题,而且也说明了物质为什么会沿着宇宙巨球的经线运动。

无边无界,无始无终,但却是有限的。这就是我们所处的宇宙——正宇宙。
中国的古哲们认为:“阴阳者,天地之道,万物之纲纪”、“万物抱阴而负阳”。
我们所处的宇宙,是一个显性的、阳性的、由正物质所构成的正宇宙。而巨球的“腹内”,则是另外一个不为我们所知的,隐性的、阴性的,由反物质所构成的反宇宙。它们是一对儿,构成了一个完整的“宇宙”,正如古哲所说的:一阴一阳之谓道。现代科学认为物质是一正一负同时产生的,有多少正物质就应该有多少反物质。但是,正物质到处都是,反物质却难觅芳踪,其实反物质就在“我们腹中”。如果在我们这个正宇宙中能够发现少许的反物质,那也只是个别“不安份守己的流窜犯”。我想,巨球的B极就是个巨大的黑洞,一切物质从B极被吞噬进去,“粉身碎骨、历经万劫”,然后又从A极被喷发了出来,A极就是一个巨大的白洞。中国的太极图就是宇宙的写照,一半是阳宇宙(正宇宙),一半是阴宇宙(反宇宙),阴阳鱼的鱼眼,就是A极(白洞)和B极(黑洞)。
对于某一个具体的质点或者星球来说,时间是有起点和终点的。但是对于整个宇宙来说,时间是既没有起点也没有终点的,它是无始无终的。就人类所认识、所理解的时同而言,如果在地球毁灭之前,人类的文明已经高度发达,能够获取宇宙航行的高速度,掌握了宇宙航行的高技术,人类就有可能“往后面”(往A极所在的方向)搬“家”,搬到另外一颗适合于人类居住和发展的行星上去。一次、二次……,以至于无数次,永远也不会落入B极的巨口。人类文明因而得以无限延续,伴随着人类文明的“时间”,也得以无限地延伸,直至永远。
在这里,我们描绘了一个对称的、简单的宇宙,它是如此的美丽、如此的和谐。啊,永恒的宇宙!

参考资料:http://forum.tech.sina.com.cn/cgi-bin/viewone.cgi?gid=23&fid=295&itemid=12428

哈,楼上解释了另一种膨胀说,第一次听说,有点意思,

夏日夜空,繁星闪烁,不禁使人陷入对宇宙的遐想之中。20世纪10~20年代,天文学家发现远星系光谱线的频率随着它离我们距离的远近而有规律地变比,即谱线红移。1929年哈勃总结出谱线红移的规律是:对遥远星系,红移量与星系离我们的距离成正比,比例系数H叫哈勃常数,这红移叫宇宙学红移。此后,在红外及整个电磁波波段都观测到了这个规律。它被解释为是由星系系统地向远离我们的方向运动时的多普勒效应产主的。这就像火车远离我们行驶时汽笛的声调(即频率)比静止不动时的声调更低一样,由此得出星系都在做远离我们的运动,离我们越远运动速度越快的结论。这就好像是掺有葡萄干的面包在烤箱中膨胀起来一样。这个模型叫宇宙膨胀模型或大爆炸模型。近年来在宇宙膨胀的基础上又提出了爆胀宇宙等多种改进模型。

从宇宙膨胀的观点出发,利用哈勃公式反推到过去宇宙中所有天体应该聚集于一点,由于某种原因在它内部产生了"大爆炸"。诞生了现在的宇宙,从而得出了时间是有开端,空间是有限的结论。宇宙从大爆炸到现在究竟经过了多少时间,即宇宙的年龄是多少,这取决于哈勃常数H的大小。最初哈勃常数仅500(公里/秒/百万秒差距),这样算出的宇宙年龄比地球的45亿年的年龄小很多。以后改为50~100之间。若取100,宇宙的年龄只有100亿年,而银河系的球状星团的年龄是150亿年,矛盾很大。若取50,宇宙年龄为200亿年,矛盾不那么明显,因此被大爆炸宇宙论者所赞同,但在观测上,这个数值有些勉强。究竟是多少,一直没有定论。近年来用哈勃太空望远镜观测的结果倾向于取80。这样算出的年龄为120亿年,矛盾还很明显。宇宙将来是一直膨胀下去还是又收缩回来,这要取决于宇宙的平均密度。而宇宙平均密度究竟是多少目前还不能确定,因为观测的距离越远,平均密度越小,下限有没有还不能确定。1965年发现了宇宙空间的2.7K微波背景辐射,被大爆炸论者解释为大爆炸时期的光经过上百亿年后的遗迹,是大爆炸宇宙的一大证据,但这种解释并不是唯一的,因为宇宙空间中充满介质,2.7K微波背景辐射具有黑体辐射的性质,可以解释为宇宙空间中介质发出的温度是2.7K的热辐射。

仔细分析起来,问题可能出在将光谱线的红移都解释为星系运动的多普勒效应上。过去,人们曾用多普勒效应解释了银河系内恒星的光谱线移动,从而成功地确定了星系内存在自转现象。但现在天文观测中却发现一些红移现象,若用运动的多普勒效应解释就存在许多困难,这促使人们考虑到必然还有其他机制能产生红移,这里列举几种观测结果。

①多普勒效应对同一个天体,其红移量与光谱线的频率无关,因此观测每个星系中不同谱线的红移量,比较它们是否一致,就是鉴别红移是否由多普勒效应产生的一种依据。如果一致,就表示有可能是由多普勒效应产生的;如果不一致,就肯定它至少不完全是由多普勒效应产生的。1949年威尔逊对星系NGC4151的观测结果表明,虽然不同频率的红移量差别不大,但也超出了观测的误差范围,频率越高,红移量越小。这样至少可以认为宇宙红移不完全是由多普勒效应产生的。

②从太阳中心到边缘各点发出的同一种谱线,在扣除了各种已知的运动效应后,越靠近边缘的地方红移量越大,在太阳半径90%左右的地方,红移量急剧增加。这意味着太阳上还有某种未知的因素在产生红移。

③先驱6号宇宙飞船发射的遥测信号中心频率为2292兆赫,当飞船绕到太阳背面经过太阳边缘时观测到异常红移现象。

④类星体红移量一般都很大,如果把这都归结为多普勒效应,算出的距离一般在100百万秒差距以上。由此推算出它发出的总光能力为银河系的100倍;射电能为银河系的10万倍。

而由光变周期算出它的直径只有一光年左右,这意味着类星体的辐射密度非常高,但目前一直找不到产生这样高辐射密度的物理机制。有些天文学家认为,类星体的红移中至少有一部分不是由多普勒效应产生的,因而类星体离我们的距离较现在推算的要近得多。

⑤星系、类星体相互之间都有成协的现象,即这些天体两两或更多相距较近并有物理联系。观测表明,有些成协天体间红移值相差较大,有些类星体光谱中的吸收线与发射线互不相同,而且不同的吸收线有各不相同的红移值,称为多重红移。

既然这些红移不能用多普勒效应解释,那么它产生的原因究竟是什么呢。光在发射时固然有许多因素影响它的频率,但宇宙中这么多天体都如此有规律地只随着远离我们的距离而变化,就难以理解了。光在它漫长的传播路径上经历了几亿至上百亿年的岁月,这期间必然比它在发射的一瞬间有更多的因素影响着它的频率。现在人们了解到,在星系际空间中存在着星系际介质,它的密度在10E-29克/立方厘米以下。成分与银河系的大致相同。除了有能对星光产生可见效应的星系际气体、尘埃和固态物质、低光度星体外,还有大量的基本粒子。

据估计,星系间基本粒子的质量占了整个宇宙总质量的绝大部分,它们是看不见的。

光与介质的相互作用是复杂的,介质不仅能吸收光,还能再发射光;再发射的光,其频率不仅仅只是 原有的频率,还有其他的频率,只是在原有频率及其附近强度最大。其实,人们早已熟知光子在传播过程中由于与介质的相互作用会逐渐转变成低频的光子。但过去人们认为这只会使谱线衰减而不会产生红移。

由惠更斯原理知道,波前上所有粒子产生的子波叠加后能形成具有新频率的平面波。新产生的频率叠加在原有频率上的结果,不像通常认为的那样谱线会被平滑而消失,而是谱线被整体地移动,在远距离传播中,光的频谱的变化就好像在谱卒域中传播的波一样。这里频率域相当于弦,光谱的强度相当弦的振幅,一条谱线对应于弦上的一个波峰,弦上波峰的传播对应于谱线在频率域中传播。这种新型的波叫频域波。如果 新产生的频率电较原来频率低的能量大于较原来频率高的能量,频域波向低频端传播,形成谱线红移;反之,频域波向高频端传播,形成谱线紫移。由实际经验知道,通常总是低频成分多于高频成分,所以实际上常观测到红移。

星系际空间是充满介质的,星光必须通过介质才能到达地球,所以光谱线必定会红移,而且距离越远红移量越大,这与哈勃公式是一致的。对宇宙红移来说,应先扣除介质产生的红移效应,剩余部分才可能解释成多普勒效应,这是处理观测数据所必需的步骤。但以前在得出膨胀宇宙模型时,并没有做这件工作,扣除后的结果无非是3种情况:①全部扣完,宇宙是稳定的。②还有剩余,宇宙是膨胀的。不过,这时膨胀速度要比现在认为的速度慢得多,宇宙的年龄也比现在算出的大许多。③是负值,宇宙正在收缩。由于我们目前对宇宙空间的情况了解甚少,虽然对地球上的介质与波的相互作用知道一些,但毕竟对在星系际空间中实际发生的情况知道甚微,也许还有些重要的相互作用没有认识到,介质产生红移扣除的结果很难认为是已经完成。也许我们应当反过来,即从宇宙红移来反推星系际介质的情况,这是因为,我们所看到的宇宙是有层次的,有行星、恒星、星团、星系,星系团,总星系等,它们的平均密度呈指数下降,这些都说明宇宙是不均匀的。地球绕太阳转动,太阳绕银河系中心转动,银河系绕本星系团的中心转动,星系团又绕以宇宙背景辐射所表征的经过平均后的星系际空间的介质运动,宇宙也不是各向同性的。这是我们所能看见的最远的宇宙的情况。

大家知道。对于一个引力系统来说,只有具有一定的角动量(旋转)才可能维持比较稳定的结构。因此,我们观察到的宇宙是比较稳定的,可以认为宇宙红移主要是光通过星系际介质时的频域波。正如上面谈到的,宇宙是膨胀的,稳定的还是收缩的,要扣除星系际介质的效应后才能确定。而扣除介质的效应需要对星系际介质有较详细的了解,这在目前还难以做到。也许应该从我们所观测到的宇宙是较稳定的旋转系统出发,用红移资料来反推介质的情况。人类就是这样在不断探索中来认识宇宙的。

有没有上过高中啊, 高中的语文课本上就有这篇课文.

霍金《时间简史》里也有说明