宇宙是不是永恒的?到底有多大?( 二 )




此中爱因斯坦几乎以一人之力提出了相对论,我们此刻知道,相对论总体上可以分为两大部门,别离是狭义相对论和广义相对论 。 此中,爱因斯坦在研究广义相对论时,获得了一个引力场方程 。 爱因斯坦发现,这个方程预示着一个膨胀的宇宙 。 这和持久以来“宇宙是永恒的不雅念”是矛盾的 。 于是,爱因斯坦在这个引力场方程中插手了一个宇宙学常数,使宇宙称为静态的宇宙,以此知足本身的不雅念 。

宇宙是不是永恒的?到底有多大?



可是有些人看不惯爱因斯坦这样的做法,勒梅特就提出了分歧的定见,他认为宇宙有个炙热的奇点 。 隔年,哈勃颁发了一篇论文,在这篇文章中,哈勃讲述了他发现了星系的红移 。 所谓红移,现实上是星系正在远离我们 。
宇宙是不是永恒的?到底有多大?



基于哈勃的发现,科学家们提出,并不是星系在活动,而是宇宙正在发生膨胀 。 这个膨胀应该这样去理解,是宇宙整体各个部门在膨胀 。 举个例子,若是用气球来代表宇宙,而气球上有良多小点,每个点都代表星系,宇宙膨胀就近似于把气球吹大 。
宇宙是不是永恒的?到底有多大?



所以,从大标准上看(10^8光年的标准上),星系都在远离我们,而不是有一些有些在接近,有些在远离 。 不仅如斯,离我们越远的星系,远离我们的速度越快 。 哈勃的发现也彻底辩驳了爱因斯坦“宇宙是永恒的”不雅点 。
那这和宇宙大小有什么关系呢?
【宇宙是不是永恒的?到底有多大?】从上文我们也提到了,“宇宙”这个词汇代表着一个调集,此中包含着时候、空间、能量和物质等 。 也就是说,我们要问“宇宙到底有多大”其实是不克不及离开时候轴的,因为宇宙已经不再是一个永恒的宇宙了,而是一个动态的宇宙 。 所以,我们要用一个成长的目光看宇宙 。 那具体是咋回事呢?
宇宙学
在上宿世纪的40,50年月,一批批物理学投身到这个范畴傍边,而且给出了一个模子 。 这个模子是基于宇宙大爆炸理论成立起来的 。 科学家发现,宇宙中存在这两种“力”的比赛,一个是可见物质和暗物质本家儿导的“引力”,以及暗能量本家儿导的“斥力” 。
这两个力从宇宙降生之初就起头缠斗,在138亿年前,宇宙发源于一次大爆炸 。
宇宙是不是永恒的?到底有多大?



在这之后,宇宙空间发生了一次猛烈的膨胀,远远小于1秒的时候内,宇宙膨胀到了本来的10^30次倍 。 不外,此时的宇宙仍是可见物质和暗物质本家儿动的宇宙,是以,宇宙起头进入到了减速膨胀的状况 。 而暗能量现实上和宇宙自身的大小有关,是以也被称为真空能量 。 在距今45亿年前摆布,宇宙中的暗能量起头占有本家儿导,宇宙从原本的减速膨胀转标的目的了加快膨胀 。
宇宙是不是永恒的?到底有多大?



是以,用成长的目光来看,宇宙的大小其实和宇宙自身是膨胀仍是缩短有关 。 科学家找到了别的一个参数权衡宇宙的状况 。 这个参数就是宇宙现实密度与宇宙临界密度的比值 。 这里诠释一下,所谓的宇宙临界密度是指宇宙处于静止或者迟缓膨胀的状况所对应的密度 。 这个密度出格小,比我们此刻在地球上能做到的真空还要空,大要是一平方米只有一个氢原子的程度 。 若是现实密度大于临界密度,那宇宙将来会缩短到一个点,若是现实密度小于临界密度,那就预示着宇宙将来将会持续膨胀 。

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