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宇宙为何在膨胀?背后的原理是什么?
宇宙,能量,星系宇宙为何在膨胀?背后的原理是什么?
发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:
猫先生正在整理自己的思路,刚好看到这个问题,那么先来简单总结一下。宇宙的却在膨胀,而且还是在加速膨胀。天文学家认为宇宙现时膨胀的动力来源于真空排斥力,换个拉风名字你可能更熟悉,就是暗能量。
根据流行的宇宙创生模型,以及相对论的一个特殊解,人们很早就意识到,宇宙或者起源于一个奇点。后来开普勒效应的验证以及宇宙微波背景辐射的测量,都有力验证了这个假设。但是由于宇宙的可观测直径,根据宇宙诞生时间测算,远远超出光速传播速度本身,奇点处存在暴涨的可能性违背了相对论,又使得这个模型受到极大的质疑。霍金等同学们试图用引入量子力学的方式去弥补,但是又遇到了现在加速膨胀的困扰!可以想象,宇宙一开始暴涨,然后减速,再又开始加速,简直令人思绪凌乱啊!
至于暗能量,更是一笔糊涂账。没有任何实证和测量方式,在现时可以证明这个假设。吃瓜群众连引力都还懵逼状态,就要去面对这个可能的第五基本力,简直是物理界的噩梦啊。
猫先生不能给出结论,因为现实物理界太不给力啦。
我是猫先生。感谢阅读。
回答于 2019-09-11 08:43:50
斥力膨胀。是冯天岳先生发现的斥力定律在全景宇宙模型中的描述。
回答于 2019-09-11 08:43:50
按照现在的主流观点认为宇宙从奇点大爆炸开始演化,至今已经过了138.2亿年,可观测宇宙直径大约是930光年,这说明宇宙膨胀是超光速的。
现在宇宙中的所有质能全部都来源于138.2亿年前那个质量巨大、炽热、致密没有体积的奇点,经过漫长的时间演化成现在宇宙的模样。早期宇宙的膨胀主要是来源于宇宙大爆炸时提供的能量,提供物质一个初速度。按照常规的理解宇宙应该是在做减速膨胀,因为所有物质的在自身引力的作用下,速度应该会越来越慢,直到一个临界状态在塌缩成一个奇点的模样。
这种宇宙模型起初被很多人看好,这样宇宙就有始有终了,但实际上并非如此。上个世纪九十年代宇宙学家通过Ia超新星爆炸的特性去测量宇宙膨胀速度,发现宇宙正在加速膨胀。
这个发现是很怪异的人类解释不通的,举一个例子站在地球上向上扔一个小球,这个小球速度会越来越慢直到最高点开始加速下降。但如果你扔一个小球开始的时候减速到达一个点后竟然加速逃离地球,这是不是会吓到你?
宇宙加速膨胀就是如此,科学家提出了暗能量的假说去解释宇宙加速膨胀。这种作用力只能在大尺度下变现出斥力的效果,这跟万有引力正好相反。至于目前科学家建立的宇宙模型还有待更多的发现研究,还有很多可以修正的地方。
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回答于 2019-09-11 08:43:50
1929年,美国天文学家哈勃提出了哈勃定律。根据长期的天文观测,星系的红移量与星系间的距离成正比。根据这一定律,人们推导出,所有的星系都在互相远离;而且,距离地球越远的星系运动速度越快。也就是说,如果逆着时间把星系现在的运动向前追溯,那么,之间的某一时刻,所有的星系似乎都应该聚合在一起,而形成一个点,这就是宇宙的起点。
按照猜想,最初的宇宙是一个致密的奇点,在某时刻奇点的平衡被打破,物质倾向于某方面后开始膨胀并爆炸,物质向四面八方抛射,时空诞生了。由热力学第二定律和能量守恒定律我们知道,宇宙在急速膨胀的同时,温度在不断降低,由于温度降低,宇宙的状态发生了变化,从诞生最初的第1秒到100秒的时间内,宇宙产生了基本的原子核,即氢核与氦核,然后再继续进行轻核的合成,核合成后电磁作用形成了较大的物质,物质质量变大后又形成了天体,天体引力过大后又引起了核聚变形成恒星,恒星的状态大小演变又形成了红巨星、白矮星、黑矮星、中子星、脉冲星、甚至黑洞,从而进一步形成我们可以观测的世界。
爱因斯坦的方程的解:
1917年,A.阿尔伯特·爱因斯坦运用广义相对论建立了一个“有界无边”的宇宙模型,奠定了现代宇宙学的基础。
1922年,G.D.弗里德曼发现,根据爱因斯坦的场方程,宇宙也可以是膨胀的和振荡的。
1927年,G.勒梅特提出了真正意义的膨胀宇宙模型。1929年,哈勃发现了星系红移与它的距离成正比,建立了著名的哈勃定律。这一发现是对膨胀宇宙模型的有力支持。
20世纪中叶,G.伽莫夫等人提出了热大爆炸宇宙模型。1965年微波背景辐射的发现证实了伽莫夫等人的预言。大爆炸宇宙模型成为标准宇宙模型。
膨胀原因:科学家发现宇宙膨胀的速度越来越快,从地球的任何方向看去,遥远的星系都在离开我们而去,故可以推出宇宙在膨胀,且离我们越远的星系,远离的速度越快。这个结果并非是经典理论认为的那样,会因引力的作用而减速。于是,科学家又推算出宇宙中充斥着看不到的暗物质和暗能量的假说:宇宙中只有30%是物质,且其中大部分是暗物质;宇宙中70%是暗能量。这就是宇宙继续膨胀的原因。
膨胀速度测量:
哈勃常数,是哈勃定律中的常数值。哈勃定律是关于物理宇宙论的陈述,该定律是哈勃和米尔顿·修默生在接近十年的观测之后,于1929年首先公式化,被认为是在扩展空间范例上的第一个观察依据,经常被援引作为支持大爆炸的一个重要证据。随着哈勃定律的提出,宇宙膨胀的观念逐渐确立。(说是常数,其实不是,这个数是不断变化的。
在相对论宇宙学中﹐哈勃常数可以与宇宙标度因子R (t )联系起来﹕H =(t )/R (t )。在某些宇宙学中﹐哈勃常数是时间的函数﹐通常用H 表示哈勃常数的现代值﹐并把H 称为哈勃参量。)
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