宇宙起源

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宇宙起源
在茫茫宇宙中,我们人类居住的星球叫地球。地球是太阳系中 9 个行星之一。太阳位于太阳系中心,半径为 70 万千米,表面温度达到 6000 度,是由其中心发生激烈的核聚变而产生的,这也是我们赖以生存的光、热源。太阳目前年龄约 50 亿年,寿命大约 100 亿年,正处在中年时期。它周围的 9 个行星依次是:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。地球与太阳间的平均距离约 1.5 亿千米,光从太阳到地球约需 8 分钟。
太阳是银河系中的 2000 颗恒星之一。银河系形状如同一个中央突起、四周扁平的 旋转大铁饼,大约 2.5 亿年旋转一周。其发光部分直径约 7 万光年,最大厚度达 1 万光年。银河系的大家族中,除 2000 亿颗恒星外,还有气体及尘埃组成的叫作星云的团块。
在银河系之外,还有类似银河系的上 10 亿个巨大的星系。夏夜晴空之时,人的肉眼可见的最远天体—仙女座星系,就是其中之一,它距银河 225 万光年。星系在宇宙中的分布是不均匀的,有的成双,有的成群,大的星系团甚至包括成百上千个星系。用功能最强大的射电望远镜,可以观测到 150 亿—200 亿光年距离的遥远星系。这就是我们的宇宙。
宇宙是永恒存在还是不断演化的?有没有起源和终结?这是自古至今,人们一直感兴趣的问题。其实,在人类历史上,各种文明都曾有过自己的宇宙观。在当代,占主导地位的看法是:我们的宇宙诞生于 150 亿-200 亿年前的一次大爆炸,爆炸之后,物质
的各种成份组合、演化,逐步形成星系团,这就是所谓的“大爆炸宇宙论”。
这种奇妙的观点是怎样提出的呢?1929 年,著名的天文学家哈勃研究一些星系的光谱时,发现大多数天体的光谱都出现红移现象。根据光学知识,这意味着被观测的星体远离我们而去。进一步研究证明,星体离我们越远,飞离的速度越快,距离每增 100 万光年,飞离的速度增加每秒 15 千米。这一关系称为哈勃定律。据此的明显推论是:宇宙中的星体在彼此远离,宇宙正在膨胀之中。
如果说星系目前在彼此远离,那么同样会有另一个推论:在过去的某一时刻,各星系应是彼此聚集在一起的。用哈勃定律不难算出:那个最密集的起点时刻大约在距今 150 亿—200 亿年之间。
1964 年,贝尔实验室的彭齐亚斯和威尔逊用卫生星探测天线,发现宇宙到处都弥漫着微波波段的电磁辐射,与温度在 3K 的物体发出的电磁波长一样。这一发现给宇宙大爆炸学说以巨大支持,因此打开了研究宇宙整体物理演化过程的大门,是研究爆炸后 1 秒内宇宙状态的天文学家与研究高能世界的粒子物理学家实现了成功的联手会合。当然,由于这一领域的研究挑战性极强,难度极大,许多结果还处于理论预测或假设阶段,所有的结果都待于进一步研究发展。

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