宇宙起源假说，挑战你的思想 仔细一想，感觉什么东西都是有起源的。 比如：几十年前，我们没有来到这个世界上，我们从哪里来？全都是父母生养的；家里养的狗猫都是狗猫妈妈生的；家里的电视机都是从商店买来的，商店里面的电视机都是电视机厂生产的；你的知识都是老师教给你的；你用的钱是你打工赚来的。 可能人们就会形成一种思维定势：一切东西都是有起源的。 但是，我认为这个命题是错误的，至少有一些事物就没有起源，它们一直永永远远是老样子。 对于宇宙来说，可能宇宙就没有起源，可以说：这个思维定势不适用于宇宙。 宇宙的科学定义是什么呢？对于宇宙，科学家是如何认识的呢？ 宇宙是广漠空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。即宇宙是天地万物的总称。 千百年来，科学家们一直在探寻宇宙是什么时候、如何形成的。 科学家们确信：宇宙是由大约200亿年前发生的一次大爆炸形成的。在爆炸发生之前，宇宙内的所存物质和能量都聚集到了一起，并浓缩成很小的体积，温度极高，密度极大（称为奇点），瞬间产生巨大压力,之后发生了大爆炸，这次大爆炸的反应原理被物理学家们称为量子物理。 大爆炸使物质四散出去，宇宙空间不断膨胀，温度也相应下降，后来相继出现在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命，都是在这种不断膨胀冷却的过程中逐渐形成的。 然而，因大爆炸而产生宇宙的理论尚不能确切地解释，“在所存物质和能量聚集在一点上”之前到底存在着什么东西？“大爆炸理论”是伽莫夫于1946年创建的。 关于宇宙是如何起源的？这是从2000多年前的古代哲学家到现代天文学家一直都在苦苦思索的问题。 大爆炸理论认为，宇宙起源于一个单独的无维度的点，即一个在空间和时间上都无尺度但却包含了宇宙全部物质的奇点。至少是在120～150亿年以前，宇宙及空间本身由这个点爆炸形成。 目前学术界影响较大的“大爆炸宇宙论”是1927年由比利时数学家勒梅特提出的，他认为最初宇宙的物质集中在一个超原子的“宇宙蛋”里，在一次无与伦比的大爆炸中分裂成无数碎片，形成了今天的宇宙。
1（）较正确地反映了太阳系的实际，为以后开普勒总结出行星运动定律，伽利略、牛顿建立经典力学体系铺平了道路，从根本上动摇了“人类中心论”的神话。 A.托勒玫的地心说 B.哥白尼的日心说 C.银河的系发现 D.恒星世界的发现 正确答案：B你选对了 2科学家根据拍照发现，几乎所有宇宙星系的某种元素的光谱线，相对于地球实验室内同种元素的广谱线，都具有明显而普遍的（）现象，于是根据物理学的多普勒效应，科学家进一步得出了“目前宇宙正在膨胀”的结论。 A.减弱 B.增强 C.红移 D.蓝移 11718年，（）将自己的观测数据同1000多年前托勒玫（Claudius Ptolemaeus，约90-168）时代的天文观测结果相比较，发现有几颗恒星的位置已有了明显变化，首次指出所谓恒星不动的观念是错误的。 A.哈雷 B.哈勃 C.斯特鲁维 D.勒维特 正确答案：A你选对了 218-19世纪中期，（）兄妹及父子，通过数遍天上星星等大量观测事实提出“银河是一个星系”的观点，第一次为人类确定了银河系的盘状旋臂结构，把人类的视野从太阳系伸展到10万光年之遥，树立了继哥白尼以后开拓宇宙视野的第二个里程碑。 A.伽利略 B.哈雷 C.威廉·赫歇尔 D.哈勃 正确答案：C你选对了 宇宙起源与大爆炸学说（上）单元测试返回 本次得分为：7.00/10.00, 本次测试的提交时间为：2020-04-04, 如果你认为本次测试成绩不理想，你可以选择再做一次。 1单选(2分) 18-19世纪中期，（）兄妹及父子，通过数遍天上星星等大量观测事实提出“银河是一个星系”的观点，第一次为人类确定了银河系的盘状旋臂结构，把人类的视野从太阳系伸展到10万光年之遥，树立了继哥白尼以后开拓宇宙视野的第二个里程碑。 得分/总分 A.伽利略 B.威廉·赫歇尔 2.00/2.00 C.哈勃 D.哈雷 2单选(2分)1718年，（）将自己的观测数据同1000多年前托勒玫（Claudius Ptolemaeus，
关于宇宙形成与演化的几种理论 引言：宇宙学是一门年轻又古老的学科，人类对宇宙的起源在不断地探索着。 当我们回望人类漫长的探索宇宙的进程时,在我国历史上最早认识宇宙，是有“科圣”之称的伟大的科学家张衡。也可以说是人类历史上认识宇宙的先驱。在后来主要是西方国家对宇宙探索有很大的进展，尤其是近几百年，其中对宇宙的形成与演化有很多的著名的观点，主要形成的观点有相对论原理、宇宙膨胀模型、大爆炸宇宙论等。霍金在《时间简史》中比较全面的描述了整个宇宙的图景，他还还提出了自己的很多观点，本着一种好奇心,想了解一下关于宇宙学的观点 , 所以借助史蒂芬·霍金的《时间简史》及其他书籍，将宇宙学的一些观点在这里罗列出来。在这里主要写了膨胀中的宇宙、大爆炸宇宙理论以及黑洞中的奇点与量子效应观点，这些观点在宇宙学中都具有重大的意义。 希望我们对宇宙理论有更多的认识和了解，宇宙学是一门古老而年轻的学科, 希望更多的人去了解宇宙学、研究宇宙学、了解我们所处的宇宙空间。让我们更早的回答出我们一直想知道的问题：我们从何而来，又到何处去? 1、宇宙膨胀模型 在人们认为宇宙是膨胀之前爱因斯坦曾提出过静态的宇宙模型。广义相对论主要的是把强大的引力场解释成为时空弯曲的几何特征，所以它也是一种引力理论。爱因斯坦根据自己建立的广义相对论对宇宙进行了考察，他引入了一个常数——“反引力”，此力和其他力是不一样，没有什么源引起，是时空中固有的。爱因斯坦认为时空有膨胀的趋势，但刚好可以用此力平衡宇宙中所有物质与物质间的作用力，因此爱因斯坦设想这样一个有限无边的静态宇宙模型。 在宇宙空间中，物质分布是均匀的，宇宙大尺度特征不随时间变化而变化（又物质没运动）[1]。静态宇宙模型虽与事实不相符合，但它为现代宇宙学研究开启了新的起点。就在爱因斯坦和其他一些物理学家讨论非静态宇宙的预言时，1922年俄国物理学家、数学家弗里德曼用广义相对论着手解释它，他根据广义相对论方程解得的动态解，认为宇宙是不稳定的，有可能是脉动的。（他曾对宇宙提出过一个非常简单的设想：我们不管从哪个方向看，也不管从何地进行观察，宇宙看起来都是一样的。弗里德曼指出，仅从这两观念出发，就可以预言宇宙是不稳定的。此观点在后来不久被哈勃证明了。[2]）后来天文学家勒梅特又一次独立的的到这样一个模型：得到宇宙中的物质在均匀的同时在向各个方向膨胀或者是在收缩的宇宙模型。 1924年现代宇宙图像才被奠定，这一年哈勃证明了除我们所处的这个星系，还有许多其他的星系，在他们之间是一个巨大的空虚的空间，也称为太空。哈勃用100英寸的望远镜在威尔孙山对太空进行观测时，埃德温·哈勃发现恒心在整个空间之中不是均匀分布的，而是有很多的恒心大量地集中在星系之中。埃德温·哈勃对来自星系的光利用多普勒效应进行了测量，这样就可以对星系是蓝移还是红移进行确定。哈勃曾预想对于我们现在正所处在的星系中来看宇宙中的其他星系，飞向我们星系和离开我们星系的其他星系是一样多的。这是存在于一个不变的宇宙中应该有的，但是事实总是给人惊奇，埃德温·哈勃测量出的结果发现，所有的星系几乎都是在红移，而且，哈勃发现当星系离我们越远时，他离我们而去的速度越快，也就是说红移的大小与星系离我们的距离是正比，这也是著名哈勃定律。[3]也就是说，宇宙不是人们想象的那样宇宙是静态的，它是随着时间在不断的变化，它是在膨胀，所有的星系之间的距离不断的增加。从而静态
宇宙总质量正负解和宇宙加速膨胀 ——兼回答暗能量为什么存 亦民科 [摘 要] 宇宙总质量M C 有正、负解，M C =±(c 3/2H O G ）。其中的正质量有一部分 通过形成黑洞的方式转化成了负质量，使正、负质量在数量上失去了平衡。负质量有负能量、负体积、产生斥力，驱动宇宙加速膨胀；暗能量就是负质量所具有的能量；在观测事实的基础上，预言了宇宙中大约有26%的正质量转化成了负质量。 [关键词] 宇宙总质量 正、负质量 黑洞 负能量 宇宙加速膨胀 0 引言 面对已被观测确证的宇宙正在加速膨胀的事实，人们企图用宇宙常数λ给出解释。当把λ视为量子真空能时，则λ的理论值将比观测值大120个量级[1]。本文用宇宙总质量有正、负解的定性和定量结果，否定了“120个量级“带来的困扰，推出了宇宙必然加速膨胀的结论。 1 哈勃常数和塌缩宇宙的总质量 宇宙的临界密度ρc 定义为 ρc =G H π832 0 （1） H 0——哈勃常数，G ——引力常数 现假定宇宙一个典型的区域，其体积为V ，内含质量M C ，则这个区域的平均密度 ρ0为 ρ0=V M c （2） 再进一步假定这个区域塌缩成黑洞，则体积V 是 V= 4 πR g 3 （R g ——引力半径） （3） 3 将（3）代入（2）得 ρ0= 3M C （4） 4πR g 3 令ρ0=ρc ，即令（4）=（1），化简得：
M c = H 02 R g 3 2G R g 可表为 R g =2 2c GM c （6） 将（6）代入（5）化简得 M c =2 2064G H c =±G H c 03 2 （7） 宇宙总质量由H 0、G 、c 三个常数决定并有正、负解是耐人寻味的。 取 H 0=150公里/（秒·1千万光年）[2]（需化成CGS 制） G=6.67×10-8厘米3·克-1·秒-2 c=3×1010厘米/秒 代入（7）算得 M C ≈±1.28×1056（克） （8） 相当于6.4×1022M ⊙的质量(M ⊙≈2×1033克) 致于M C 为什么是宇宙的总质量,不再给出解释。 从(7)式可知:若宇宙是静态的(H 0=0),则M C 将为±∞。故当H 0＞0，（7）式可视为 塌缩宇宙总质量有限的证明。 以上是笔者十年前写的一篇短文[3]，十年后又有新的理解，故将该文摘要抄出，作为论证宇宙加速膨胀的理论根据。致于如何从宇宙的塌缩模型推出宇宙必然加速膨胀的结论，本文将给出逻辑证明。 2 宇宙总质量有正、负解与具体的宇宙模型无关 采用宇宙的塌缩模型，M C 有正、负解；张邦固[4]也曾计算了宇宙的总能量，他的 结果表为 M=22 53Rc GM +Kc -2+M 0 （9） M 也有正、负解。但文[4]的计算方法和采用的宇宙模型与笔者完全不同，这说明M 有正、负解与具体的模型无关，它是宇宙的一个内禀型性质。文[4]的定量结果是 （5）
从均匀膨胀宇宙模型推导证明出的红移－距离关系式 （河北邯郸 薛世康 2012-7-2 ， 2012-12-16修改） １．首先，由熟知的罗伯逊—沃尔克（Robertson －Walker ）度规： ｝ ｛2 222 22 22 2 2 sin 1) (φθθ d r d r kr dr t R dt ds ++--= 推导出重要关系式：｛ １＋ｚ＝ 1 0λλ＝ ) ()(10t R t R ｝ 其中：r ，θ，φ为共动坐标； r 为径向共动坐标，它不随时间变化（宇宙膨胀）而变化，是无量纲量。 t 为宇宙时（cosmic time ），它是在共动坐标系中静止的观察者所测到的原时。 k 是一常数，适当选取r 的单位，可使k 取＋１，０，－１，分别对应于闭合的宇宙（k ＝＋１），平坦的宇宙（k ＝０）和开放的宇宙（k ＝－１）。 )t (R 随时间变化，称为宇宙尺度因子,具有长度的量纲。 对于θ，φ 固定，r ＝０和r ＝1r 的两点间的固有距离为， ? -=1 2 1)()(r p kr dr t R t d =1 01 sinh )()(sin )(111 1 1-===?? ???--k k k r t R r t R r t R )1.1( 此处所讨论的情形为球坐标，可将上述的一般关系进一步简化如下。 ２．从球坐标转换为一维直线情形，以使问题得以简化： 考虑一列沿-ｒ方向朝我们而来的光波包，其频率为1ν，在宇宙时1t 和1t ＋1t ?时刻从一个遥远的星系（共动坐标r ＝1r 处）发出，在0t 和0t ＋0t ?时刻被我们（r ＝０）接收到。 由于光子的运动方向为零测地线，2 ds ＝０，又由于只沿径向运动，θd ＝０，φd ＝０，所以有 2 22 2 2 1) (0kr dr t R dt ds --== 即 ? ?-=1 1 2 1)(r t t kr dr t R dt ， （１．２）
宇宙演化史(课前教育)：江西、南昌、青山湖、南钢学校：蔡林 我们的宇宙产生之前，有一个巨大的原始黑洞，黑洞里面密度极大，温度极高，并不断吸收周围的能量；黑洞中有许多平行宇宙，由于黑洞不断吸收能量，体积越来越大，当能量达到超载时，黑洞就会释放能量，被称为“霍金射线”，产生虫洞，释放奇点，并产生大爆炸，形成今天的宇宙。 大约在137亿年前，宇宙由一个奇点大爆炸形成，（这是科学家根据大量星系快速远离我们而去的逆向思维得出的理论。）爆炸到0.1秒时，产生了1000亿度的高温，这时宇宙中什么也没有，但时间开始了，空间也不断膨胀。136.5亿年前，宇宙温度先快后慢的冷却，宇宙中出现了最早的元素：氢和氦，氢和氦是构成宇宙最基本、也是最重要的元素；136亿年前，宇宙中产生了许多大质量的恒星，由于大质量的恒星消耗能量多，灭亡得也快，经过了几十亿年后，大质量恒星不断毁灭，在宇宙中产生了许多星云、星团和生命元素。135亿年前，宇宙中产生了最早的星系及银河系，110亿年前，宇宙中产生了氮、氧、铁等元素，90亿年前，产生了大量星云、星团，70亿年前，产生了大量恒星。星云、星团、星系、黑洞、恒星、超新星、中子星、黑矮星、白矮星、红巨星、行星、矮行星、卫星、小行星、流星、彗星、暗物质、暗能量等物质，是逐渐并不断产生的。 人类进化史可以追溯到太阳系的产生。大约在45亿年前，距银河系中心（黑洞）三万光年的地方产生了太阳系，44亿年前，在太阳系中产生了地球，43.7亿年前，一颗像火星大小的行星撞击在地球的太平洋处，使之飞出去一块，形成了地球的卫星——月球。地球最早是一个火球，逆时针旋转很快，40亿年前，宇宙中的冰陨石带着生命元素到达地球，并形成海洋；36亿年前，海洋中的水、火山温度、海底火山喷发出来的少量的氧，激活了海水中的生命元素——氨基酸，形成了地球上最早的生命——蓝藻，29亿年前，最早的植物：藻类植物产生，23亿年前，最早的动物：史前海母产生，15亿年前，史前海洋生物达到了繁荣时期。 那么，我们人类是怎样进化来的呢？大约在5亿年前，棘鱼（史前鲨鱼）产生，被科学家认为是迄今为止所知的最早的人类祖先。3亿年前，史前鲨鱼进化成了史前三角鱼，2亿年前，又进化成了两栖动物——史前螈鲵鱼，1亿年前，进化成了爬行动物——似鸡龙，6500万年前，一颗直径十千米的小行星撞击在墨西哥的尤卡坦半岛，地球环境变得异常恶劣，引起了地球物种大灭绝，4500万年前，人类进化成了啮齿类动物——史前地波鼠，1500万年前，进化成了哺乳动物——猿猴，700万年前，进化成了直立动物——智人，500万年前，进化成了高智商生物——现代人。 目前人类可以用射电望远镜观测到150亿光年以内的宇宙，已经发现了1000亿个像银河系这样的星系，但还没有发现宇宙的边缘。宇宙还在像吹气球那样不断膨胀。宇宙膨胀是先快、（爆炸能量大于暗能量）后慢、（爆炸能量等于暗能量）再快。（暗能量大于爆炸能量）最后宇宙会发生大撕裂。黑洞是大质量的恒星超新星爆发形成的，形成后会吞噬周围的星际物质，连光也不放过，然后，大黑洞吞并小黑洞，大约在550亿年后，宇宙将回到原始平行宇宙，一切终结后又会从新开始。 三年级科学上复习 植物 1、在大树前看到了什么？ 树瘤、果实、小动物、鸟巢、小草、藤蔓等。 2、观察：就是带着目的用眼睛、感觉、仪器去看去想。 3、感觉：包括视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉，还有错觉、直觉、幻觉、预感、灵感、通
不连续时空观的探讨及发展 翟帅 摘要：目前国内研究的大多是爱因斯坦的四维连续时空，而本文的工作是以圈量子理论为主要依据，并进一步发展，使之成为描述时空特点的完善的理论。为什么时空总是和热力学产生那么多深刻的联系呢，因为能量是时空产生的原因，而热即是能量的一种。 关键词：不连续时空能量芝诺悖论圈量子理论 一、目前时空的理论 1、广义相对论 爱因斯坦的时空是四维的弯曲连续时空，在这个时空，没有直线。引力和电磁力都可以用时空弯曲来解释。毋庸置疑，这是天才的理论，它极其深刻的说明了引力和电磁力，使人类向大统一场迈了一大步。可以把爱因斯坦的时空模型比做一种流体，这样就直观的体现了爱因斯坦时空的特点，大质量的物体会引起超流体的局部变形，变形的程度取决于物质的质量。每次新的理论的产生，不是完全的否定过去，而是将原来的理论发扬光大。 2、弦理论 20世纪，物理学最恢弘的战斗发生在广义相对论和量子论之间，广义相对论在大的空间尺度、大的质量环境下体现出了它的正确性，而从微观角度，量子力学体现出了它的正确性，为了使这两个理论统一，物理学家们提出了弦理论，这个理论认为世间万物都是由微小的弦组成，吸引了大批物理学家并取得了一些成果，但是这仍然是一个不成熟的理论，弦理论预言的大量新的基本粒子和各种力并没有被观测到。 3、混沌分形理论
有人把混沌论、量子论、相对论称作21世纪最伟大的三个学说，混沌论产生于非线性空气动力学，后来发展到宇宙学领域，它认为空间是破碎的，是不确定的，在这个时空，甚至无法测量线段的长度。分维数的不断迭代产生拉压，折叠，扭曲产生了时间和空间，它指出了时空的不连续特性，但是这个理论并不能说明时间和空间的本源。 4、圈量子理论 一些新锐的科学家，在那些经过实验检测的结论上，利用自创的数学语言，几位科学家经过计算发现，时空是量子化的，或者说是离散而非连续的，时间和空间是由极小的圈组成，圈之间的相互作用，形成了所谓的自旋网络，也就是说时空很像一堆泡沫。圈量子理论提出后，一些科学家对它进行了检验，发现广义相对论在某种上和圈量子理论很相似，此外，圈量子理论还可以很好地解释黑洞的一些现象。 二、这些理论的纰漏 1、无法解决的芝诺悖论 芝诺悖论最为著名的是阿基里斯和乌龟的赛跑，假设开始时乌龟位于前方的100米远处，而阿基里斯的速度是乌龟的一百倍。当阿基里斯跑了100米时，乌龟移动了1米，而阿基里斯再前进1米时，乌龟前进了1厘米，如此，阿基里斯永远追不上乌龟。尽管有些人号称用无穷积分可以解这个悖论，但事实上积分学本身就避开了这个悖论的逻辑，这个悖论在连续时空的前提下是无解的。 2、狭义相对论前提没有明确 狭义相对论的假设是在飞驰的火车上，而我们知道如果火车的速度没有达到光速，那么它只是在做相对运动，而相对运动可以看做静止，因此在飞驰的火车和静止的火车上并没有区别。之所以出现这个问题，是因为影响火车内时间和空间的因素不在于
宇宙的形成和演变 首先，宇宙是由空间，时间，物质和能量所构成的统一体，用一切美好的形容词来形容它都不足为过。佛教认为没有东西 是永恒的，同样，宇宙是有限的而不是无限的，所有的事物都 有它自己的轮回，一轮循环，宇宙开始到结束是一轮，这一轮 有起始有终点，所以它的时空是有限的。 从人类文明的起源开始，我们就一直在追寻着关于宇宙的 奥秘，中国古代天文中有丰富的关于宇宙结构的设想，西周时 期便有了“盖天说”，即“天圆如张盖，地方如棋局”.同样，古埃及人则认为大地是漂浮在水上的，古希腊人认为大地之下有柱子 在支撑。而卧认为最特别的是印度流传的梵天，世上的所有都 是一场梦，当他醒来时，一切都不复存在，而他再次睡着后， 世界从头开始，这便是轮回的奇妙之处。 随着文明的进步和科技的发展，我们对宇宙的认识也慢慢 地步入了正轨至少得到了部分的证实，公元2世纪，托勒密提 出了一个完整的地心说，1543年，哥白尼提出了科学的日心说。1609年，开普勒发展了日心说，伽利略则用望远镜从事实的角 度证实了其的正确性。 宇宙是一个有层次结构，物质形态多样性的，不断运动发 展的天体系统，这是我们当代天文学的研究成果。 关于宇宙的形成，首先映入脑海的肯定是大爆炸理论： 大爆炸模型认为，最初的宇宙是超高温，高密度的一点。 大约180亿年前，这一点突然爆炸了，仅用了10---36秒，这
一点进行了几十个数量级的膨胀。形成了一厘米规模的宇宙， 之后经过漫长的演变，形成了今天的宇宙。 而爱因斯坦广义相对论本身也预言了：空间-----时间在大 爆炸奇点处开始，并在大挤压奇点处或在黑洞中的一个奇点中 结束。 而大爆炸理论也验证了我们思想家的直觉，正如柏拉图的“从一发散”以及《道德经》中的“一生二，二生三，三生万物”， 宇宙大爆炸伊始，只有能量。而这里的“一”便是能量。 从1948年伽莫夫建立热大爆炸的观念以来，通过几十年 的发展，我们得到了这样一部宇宙的历史： 大爆炸开始时：150亿——200亿年前，极小体积，极高 密度，极高密度。 大爆炸后10—43秒：宇宙从量子背景出现。 大爆炸后10---35秒：同一场分解为强力，电弱力和引力。 大爆炸后5—10秒：温度10万亿度，质子和中子形成。 大爆炸后0.01秒：温度有1000万亿度，光子，电子，中 微子为主，质子中子仅占10亿分之一，热平衡态，体系急剧膨胀，温度和密度急剧下降。 大爆炸0.1秒后：温度300万亿度，中子质子比从1.0下 降到0.61。 大爆炸1秒后：温度100万亿度，中微子向外逃逸，正负电子湮没反应出现，核力尚不足以束缚中子和质子。
如对您有帮助，可购买打赏，谢谢研究称暗能量或不存在宇宙并未加速膨胀 导语：暗能量是一种假想中存在的神秘能量，科学家们认为它正推动我们所在的宇宙加速膨胀。而近日一项由美国佐治亚大学教授爱德华基普里奥斯(Edw 暗能量是一种假想中存在的神秘能量，科学家们认为它正推动我们所在的宇宙加速膨胀。而近日一项由美国佐治亚大学教授爱德华·基普里奥斯(EdwardKipreos)开展的研究则提出，人们看待时间膨胀的方式将会提供一种不同的暗能量解释。所谓时间膨胀是一种由爱因斯坦预言的时间减慢效应。 在去年大热的好莱坞科幻大片《星际穿越》中，一个科学家小组穿越空间中的虫洞去寻找可供居住的新的行星。其中提到的一项细节便是说科学家们必须考虑时间膨胀效应：在那颗遥远星球上采集数据时花费的1小时就相当于地球上的7年时间。 爱因斯坦的广义相对论指出，重力作用下的时间膨胀效应具有方向性，即位于强重力场中的物体相较于位于较低重力场中的物体将体验到更慢的时间。与之相对的，爱因斯坦的狭义相对论则描述了两个运动中的物体之间的所谓“相互时间膨胀”效应，即两个运动中的物体相互之间都能感受到时间的减慢。 而根据一份新发表的论文指出，运动导致的时间膨胀可能并非“相互的”，而是有方向性的，即只有那个运动中的物体会感受到时间膨胀。这篇论文题为《绝对同步理论在宇宙学以及宇宙加速中的意义》，刊载于2014年12月23日出版的《pLOSONE》杂志上。 作为一名分子遗传学家，其实验室的主攻方向是细胞循环，但基普里奥斯在数年前开始对宇宙学以及相对论理论产生了浓厚的兴趣。他指出，这种现象可以借助全球定位系统的工作模式很容易地去加以理 生活常识分享
宇宙加速膨胀与天文观测 廖?恺?朱宗宏 （北京师范大学天文系 100875） 一、背景介绍 宇宙加速膨胀深刻地影响了现代宇宙学研究，同时对于基础物理也提出了重大的挑战。它的发现荣获了2011年的诺贝尔物理学奖。在理论上，它与基础物理的统一紧密相连，为理论物理学家带来了机遇和挑战；在观测上，越来越多的项目投入到它的研究中来，观测技术、测量方法各方面都蓬勃发展。宇宙加速膨胀问题或者是暗能量问题不仅仅让人们重新认识宇宙演化历史，它也关系到宇宙的最终宿命。 宇宙加速膨胀的相关历史可以追溯到爱因斯坦提出广义相对论的时代。1917年爱因斯坦在创立著名的场方程时考虑到了引力在宇宙尺度上的影响。结合当时的天文观测资料，他认为所有的天体都在进行各自的本动，它们的平均状态是维持静止的，即宇宙是静态的。因此，有必要在场方程中引入一个常数，即宇宙学常数Λ来给出一个静态的有限的宇宙学模型解。然而在1929年，天文学家哈勃观测到了星系“发红”效应，即观测到的辐射谱线波长变长。我们令观测波长与发射时的波长比为1+z 。根据多普勒效应，红移z 是星系速度和光速的比：z v /c 。这种红移现象表明所有远距离天体正在离我们远去。另一方面，天体物理的研究表明，星系中的造父变星的绝对亮度可以通过测量光变周期得到，进一步通过测量变星的暗弱能够得到这些星系离我们的距离。这就好比已知蜡烛的亮度，观测到它的暗弱明亮表明了它离我们的远近。在这个原理下，哈勃也测量了这些星系到我们的距离并且注意到了星系相对我们的退行速度随着离我们距离的增大而增大，并把这一结论以哈勃图的形式给出。这一现象正是膨胀宇宙的表现。随后爱因 斯坦放弃了宇宙学常数，并且称引入这个常数是犯下的最大错误。值得一提的是，宇宙学常数在历史上被排除和重新引入了几次。在哈勃发现宇宙膨胀后，宇宙学家们都努力尝试测量膨胀速度是怎样减慢的。因为当时认为一般物质产生引力的吸引作用会使得这种膨胀速度减慢。人们甚至定义出了一个减速因子q 0来刻画膨胀速度变慢程度。 在20世纪末，人们对一种特殊的恒星演化阶段，即超新星爆发，有了很深入的研究。超新星爆发是指某些恒星在演化晚期所经历的一种剧烈的爆炸，它的亮度甚至可以和整个星系发出的光相比。特别地，一种分类为Ⅰa 型的超新星，由白矮星吸收其伴星质量达到钱德拉塞卡极限后发生坍缩爆炸，其光度几乎恒定，可以当作所谓的“标准烛光”。1998年，两个独立的团队观测到了比预期要暗弱的Ⅰa 型超新星，由此揭示了我们的宇宙正处在加速膨胀的状态，彻底地改变了人们对宇宙的认识。 宇宙加速膨胀的起源仍然是一个谜。根据广义相 图1 当前最为广泛接受的宇宙学模型ΛCDM ，即带有宇宙学常数的冷暗物质宇宙所给出的宇宙的演化历史 DOI:10.13405/https://www.doczj.com/doc/3b7989131.html,ki.xdwz.2015.05.006
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/3b7989131.html, 科学家找到宇宙加速膨胀新证据 作者：毛磊 来源：《发明与创新(学生版)》2005年第02期 英美天文学家借助美国宇航局“钱德拉”X射线天文望远镜进行观测，找到了宇宙在距今60亿年前开始加速膨胀的新证据。 天文学家们利用“钱德拉”望远镜对26个遥远的星系团进行了观测，其中每个星系团包含着数百个星系以及大量超高温气体。观测星系团发出的x射线使天文学家得以确定热气体和暗物质在每个星系团中所占的比例。他们随后经过一系列推算得出星系团与地球的距离，并将其与理论假设的推算结果进行比较，最终发现宇宙大概在60亿年前从减速膨胀转而开始加速膨胀。 从1998年开始，其他一些科学家分别通过观测超新星和宇宙微波背景辐射等发现了宇宙加速膨胀的迹象，并用暗能量来解释这一现象。暗能量据认为可以产生与引力相反的排斥力。英美天文学家观测的新结果与此前利用其他方法得出的结果基本吻合。天文学家们说，新结果意味着，观测星系团发出的X射线有望成为探测和研究暗能量的一种强有力的新方法。它不 仅可以用来对其他方法进行补充和独立验证，而月．找到的证据也更加直接。 英美天文学家将“钱德拉”望远镜和美宇航局“威尔金森微波各向异性探测器”的观测结果结合起来分析后，对宇宙的构成比例给出了新的估计。他们发现，宇宙中暗能量可能占到75％，暗物质为21％，剩下4％是可见物质。 “钱德拉”的新观测结果还显示，暗能量密度似乎不会随时间推移而发生快速变化，而是比较稳定，或者说与爱因斯坦所假设的“宇宙常数”相一致。但天文学家们对此并不能肯定。他们说，根据“钱德拉”的新观测分析结果，暗能量密度随着时间推移而增大的可能性也是存在的。有理论认为，暗能量的特性关乎宇宙的最终命运，如果暗能量能一直稳定存在，那么宇宙将会永远加速膨胀下去；而如果暗能量本身不稳定，强度不断增大或减小，那么宇宙可能最后会走向动荡的“大分裂”或“大坍塌”。
浅谈宇宙的膨胀与收缩 摘要：本文认为宇宙是从收缩转化为膨胀的过程中诞生的，宇宙不是起源于“奇点”，也不是从绝对的“虚无”中创生的。宇亩演化向上发展的基本特征是膨胀占据矛盾的主导方面，从而使宇宙发生辐射温度从热到冷、物质密度从密到稀的变化，并改变着物质成分，推动宇宙从一个阶段过渡到另一个阶段。宇宙演化的基本规律是循环，它是由收缩和膨胀的相互转化造成的。 关键词：宇宙膨胀收缩 本文试图运用自然辩证法中吸引（收缩）与排斥（膨胀）这对范畴与大爆炸宇宙论的科学成果来分析宇宙的起源与演化过程，目的在于证明，在宇观物质层次上辩证法的规律也是自然界实在的发展规律。这里讲的“宇宙”是指“我们的宇宙”、“观测宇宙”，即总星系，是有限的宇宙，与哲学上讲的宇宙即无限的宇宙是不同的。 一、宇宙起源于收缩转化为膨胀 关于宇宙的起源，目前存在有以下几种看法: 第一种观点，认为我们的宇宙起源于“原始原子”或“原始火球”。1932年，勒梅特根据观测到的红移现象提出了宇宙膨胀的思想，并在这个基础上逆推回去，进一步探索宇宙的起源问题。他认为宇宙的全部物质，最初聚集在一个很小的“原始原子”里，它的密度极大，很不稳定，因而发生了蜕变，于是物质便向四面八方散开，产生了一个至今还在膨胀的宇宙。四十年代末，伽莫夫发展了勒梅特的思想，提出宇宙起源于一个温度和密度都高的“原始火球”。那里的物质以基本粒子形态出现，在基本粒子的相互作用下，发生一次巨大的爆炸，并且向四面八方均匀地膨胀下去。 第二种观点，认为宇宙起源于“奇点”。1970年，英国物理学家霍金从理论上严格证明了，在广义相对论中，“奇点”是不可避免的东西，致使许多大爆炸宇宙学的支持者认为，宇宙的起点是“奇点”，并且主张用“奇点”来描述“原始原子”或“原始火球”。所谓“奇点”，根据广义相对论是说，宇宙过去曾经有过这样的初始状态，那时候宇宙的年龄t=0，字宙的曲率半径R=0，宇宙的物质密度P=∞。这就是说，“奇点”是一个没有大小的几何点。t=0尚可以理解，因为“我们的宇宙”是有限的，任何有限的事物都有自己的发生和发展的历史，我们当然也可以把宇宙诞生时刻取做t=0。但是对R=0和P=∞的情形却是无法解
对宇宙膨胀理论的一些疑点 ——哈勃定律的正确性 导读： 1915年，爱因斯坦发表了他的广义相对论[1]，此后这一直是人们理解宇宙的基础。按照广义相对论，宇宙只能收缩或者膨胀，不可能稳定不变。 科学家认为超新星爆炸时的“红移”现象说明，星系正离我们远去。光波的红移现象指的是：物体辐射的波长因为光源和观测者的相对运动而产生变化。在20世纪20年代，世界上最大的天文望远镜投入使用之后，美国天文学家哈勃于1929年确认，遥远的星系均远离我们地球所在的银河系而去。星系不光在离我们而去，彼此之间也在相互远离，而且距离越远，逃离的速度就越快——这被称为哈勃定律（Hubble’s law），他据此提出宇宙正在膨胀的观点，并被大多数人接受。 关键字：宇宙膨胀、红移、哈勃定律 2011年诺贝尔物理学奖颁发给了美国加州大学伯克利分校的天体物理学家萨尔?波尔马特、美澳双重国籍的布莱恩?施密特以及美国科学家亚当?里斯，他们在超新星的研究中得出了“宇宙加速膨胀”的结论，揭示了宇宙的奥秘，是人类科学史上迈出的重要一步。[2]宇宙，它的未来是怎样的？它是开放的、闭合的还是平坦的？它会终于寒冰还是终于烈火？人们曾一度认为，由于万有引力，宇宙是减速膨胀的，它最终会停止膨胀，然后坍缩回来，这样宇宙的温度会越来越高，在炽热与挤压中终结。为了寻求宇宙的未来的答案，为了测量出宇宙膨胀的速度是如何变化的，科学家们尝试给遥远的恒星定位，并测量出它们的运动。 科学家们选定了Ia型超新星[3]作为测量的宇宙标尺，这种Ia型超新星极其明亮，在其光度最高时会达到太阳光度的数十亿到上百亿倍，因此，我们可以观测到非常遥远的、宇宙尺度上的这种超新星的爆发，
大连理工大学 硕士学位论文 暗能量与加速膨胀的宇宙姓名：王贝利 申请学位级别：硕士 专业：理论物理 指导教师：刘宏亚 20040601
摘要 近来对于Ｉａ型超新星的天文观测表明我们的宇宙正在经历一个加速膨胀的阶段。本文在回顾Ｋａｌｕｚａ－Ｋｌｅｉｎ理论和Ｓｐａｃｅ．Ｔｉｍｅ．Ｍａｔｔｅｒ理论的基础上，重点讨论了由Ｌｉｕ和Ｗｅｓｓｏｎ提出的宇宙大反弹模型（ＢｉｇＢｏｕｎｃｅＭｏｄｅｌ）。通过适当的选取模型中的两个任意函数我们可以得到一个简单的精确解，它把宇宙的演化分成了几个阶段：在反弹点之前宇宙收缩，在反弹点之后宇宙膨胀，并且在反弹点之后的早期宇宙减速膨胀，在反弹点之后的晚期，由于暗能量占据了宇宙的主要成分，所以宇宙加速膨胀。当时间趋于无穷大的时候，暗能量约占整个宇宙密度的三分之二，这和天文观测相符合。本文最后还对大反弹奇异点的性质进行了讨论。 关键词：Ｋａｌｕｚａ．Ｋｌｅｉｎ理论；Ｓｐａｃｅ．Ｔｉｍｅ．Ｍａｔｔｅｒ理论；暗能量；大反弹模型；宇宙加速膨胀
Ａｂｓｔｒａｃｔ ＲｅｃｅｎｔｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆＴｙｐｅＩａｓｕｐｅｍｏｖａｅｐｒｏｖｉｄｅｅｖｉｄｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｏｆｐｒｅｓｅｎｔｕｎｉｖｅｒｓｅ，ｗｈｉｃｈｌｅａｄｓｔｏｔｈｅｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｙｔｈａｔｔｈｅｕｎｉｖｅｒｓｅｉｓｅｎｔｅｒｉｎｇａｎｉｎｆｌａｔｉｏｎａｒｙｅｐｏｃｈ．ＯｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｒｅｖｉｅｗｉｎｇＫａｌｕｚａ．ＫｌｅｉｎｔｈｅｏｒｙａｎｄＳｐａｃｅ－Ｔｉｍｅ—Ｍａｔｔｅｒｔｈｅｏｒｙ，ｔｈｅｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ ｕｎｉｖｅｒｓｅｕｎｄｅｒａ“ｂｉｇｂｏｕｎｃｅ”ｍｏｄｅｌ，ｅｍｐｈａｓｉｚｅｓｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｐｒｅｓｅｎｔ ｉｓｄｅｒｉｖｅｄｗｈｉｃｈｃｏｎｔａｉｎｓａｔｉｍｅｖａｒｉａｂｌｅｃｏｓｍｏｌｏｇｉｃａｌ“ｃｏｎｓｔａｎｔ’’ｔｈａｔ ｄａｒｋｆｒｏｍａｈｉｇｈｅｒｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｎｄｍａｎｉｆｅｓｔｓｉｔｓｅｌｆｉｎ４Ｄｓｐａｃｅｔｉｍｅａｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓｃｏｎｔａｉｎｅｄｉｎｔｈｅｅｎｅ唱ｙ．Ｂｙｐｒｏｐｅｒｌｙｃｈｏｏｓｉｎｇｔｈｅｔｗｏａｒｂｉｔｒａｒｙ ｉｎｗｈｉｃｈｔｈｅｍｏｄｅｌ，ａｓｉｍｐｌｅｅｘａｃｔｓｏｌｕｔｉｏｎＣａｌｌｂｅｅａｓｉｌｙｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｅｂｉｇｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｕｎｉｖｅｒｓｅｉｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｓｅｖｅｒａｌｓｔａｇｅｓ．Ｂｅｆｏｒｅ ｕｎｉｖｅｒｓｅｅｘｐａｎｄｓ?ｂｏｕｎｃｅ，ｔｈｅｕｎｉｖｅｒｓｅｃｏｎｔｒａｃｔｓａｎｄａｆｔｅｒｔｈｅｂｏｕｎｃｅ，ｔｈｅ ｏｆｔｈｅｕｎｉｖｅｒｓｅｉｓＩｎｔｈｅｅａｒｌｙｔｉｍｅａｆｔｅｒｔｈｅｂｏｕｎｃｅ，ｔｈｅｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｔｈｅｂｏｕｎｃｅ，ｔｈｅｄａｒｋｅｎｅｒｇｙｏｖｅｒｔａｋ。８ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｎｇ．Ｉｎｔｈｅｌａｔｅｔｉｍｅａｆｔｅｒ ｔｉｍｅｔｈｅｄａｒｌ（ｍａｔｔｅｒａｎｄｔｈｅｅｘｐａｎｓｉｏｎｅｎｔｅｒｓａｎａｃｃｅｌｅｒａｔｉｎｇｓｔａｇｅ?Ｗｈｅｎ ｔｅｎｄｓｔｏｔｗｏｔｈｉｒｄｏｆｔｈ。ｔｅｎｄｓｔｏｉｎｆｉｎｉｔｙ，ｔｈｅｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｄａｒｋｅｎｅｒｇｙ ｗｉｔｈｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ?ｔｏｔａｌｅｎｅｒｇｙｄｅｎｓｉｔｙｏｆｔｈｅｕｎｉｖｅｒｓｅ，ｉｎａｇｒｅｅｍｅｎｔ ｉｓａｌｓｏｉｎｃｌｕｄｅｄ? Ｓｏｍｅｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎａｂｏｕｔｂｉｇｂｏｕｎｃｅｓｉｎｇｕｌａｒｉｔｙ ＫＥＹＷＯＲＤＳ：Ｋａｌｕｚａ．Ｋｌｅｉｎｔｈｏｒｙ；Ｓｐａｃｅ－Ｔｉｍｅ－Ｍａｔｔｅｒｔｈｅｏｒｙ；ｄａｒｋ Ｍｏｄｅｌ；ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｎｇｕｎｉｖｅｒｓｅ ｅｎｅｒｇｙ；ＢｉｇＢｏｕｎｃｅ