宇宙的形成過程
宇宙是所有時間、空間、物質(zhì)的總和，我們這個物質(zhì)世界的整體，是物理學(xué)和天文學(xué)的最大研究對象，形成宇宙的因素有哪些呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于宇宙是怎樣形成的內(nèi)容，希望大家喜歡!
宇宙的形成
爆炸之初，物質(zhì)只能以中子、質(zhì)子、電子、光子和中微子等基本粒子形態(tài)存在。宇宙爆炸之后的不斷膨脹，導(dǎo)致溫度和密度很快下降。隨著溫度降低、冷卻，逐步形成原子、原子核、分子，并復(fù)合成為通常的氣體。氣體逐漸凝聚成星云，星云進(jìn)一步形成各種各樣的恒星和星系，最終形成我們?nèi)缃袼吹降挠钪妗?/p>
暴漲模型允許宇宙的物質(zhì)和能量從無中產(chǎn)生。大統(tǒng)一理論認(rèn)為，重子數(shù)允許不守恒，而宇宙中的引力能可粗略地說是負(fù)的，并精確地抵消非引力能，總能量為零，因此宇宙從無中演化是可能的。
“無”并非是絕對的虛無，真空能恰恰是一種特殊的物質(zhì)和能量形式。如果進(jìn)一步說真空能起源于“無”，那么這個“無”也只能是一種未知的物質(zhì)和能量形式。從現(xiàn)代物理學(xué)的觀點(diǎn)看，真空也可視為物質(zhì)。
宇宙不論多么巨大，作為一個有限的物質(zhì)體系 ，也有其產(chǎn)生、發(fā)展和滅亡的歷史。暴漲模型認(rèn)為宇宙中的物質(zhì)與能量形式不是永恒的，把“無”作為一種未知的物質(zhì)和能量形式，在認(rèn)識論和方法論上有一定意義。
現(xiàn)代宇宙學(xué)不是晦澀無用的哲學(xué)思辯，而是建立在天文觀測、數(shù)學(xué)模型、物理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的現(xiàn)代科學(xué)，完全有能力認(rèn)知宇宙的奧秘。天文學(xué)家們指出，大爆炸必然會發(fā)生，原因是“虛空”本質(zhì)上是不穩(wěn)定的，可以從量子力學(xué)和廣義相對論中推導(dǎo)出來。在量子力學(xué)的尺度，空間將不穩(wěn)定，不再顯示平滑和連續(xù)，空間和時間失去穩(wěn)定性，混雜形成時空的泡沫，微小的時空泡可以自發(fā)形成。量子化的時空產(chǎn)生漲落，宇宙產(chǎn)生于“虛空”。
宇宙的直徑和年齡
最新的研究認(rèn)為宇宙的直徑可920億光年，甚至更大。
目前可觀測的宇宙年齡大約為138.2億年。
宇宙的形狀
目前的宇宙理論認(rèn)為宇宙可能是類似馬鞍狀的負(fù)彎曲形狀，該理論源于宇宙大爆炸理論，整個宇宙的外形如同一個吹起的氣球，我們則生活在宇宙的“表面”。
同時，科學(xué)家也認(rèn)為宇宙是平坦的，根據(jù)美國宇航局的調(diào)查，宇宙可能是平坦的，2013年的調(diào)查發(fā)現(xiàn)如果宇宙是平坦的，那么誤差只有0.4%。
斯蒂芬·霍金表示，我們宇宙的形狀可能是一種難以置信的幾何圖形，更接近于超現(xiàn)實(shí)主義的藝術(shù)，如同荷蘭藝術(shù)家摩里茨·科奈里斯·埃舍爾創(chuàng)作的圖形一樣。
霍金的想法以弦理論為依據(jù)，而該理論目前仍然還處于假設(shè)之中，并未被驗(yàn)證。如果用語言來形容宇宙的形狀，應(yīng)該是整體呈現(xiàn)多重鑲嵌模式，具有無限重復(fù)出現(xiàn)的扭曲面，曲面間環(huán)環(huán)相扣，如同科奈里斯·埃舍爾創(chuàng)作的“圓形極限IV”圖案，也與美國工程師P.H. Smith創(chuàng)作的“史密斯圓圖”類似，體現(xiàn)出雙曲空間的概念，是一種非歐幾何的空間形態(tài)。
宇宙的層次結(jié)構(gòu)
當(dāng)代天文學(xué)的研究成果表明，宇宙是有層次結(jié)構(gòu)的、不斷膨脹、物質(zhì)形態(tài)多樣的、不斷運(yùn)動發(fā)展的天體系統(tǒng)。
行星、小行星、彗星和流星體都圍繞中心天體太陽運(yùn)轉(zhuǎn)，構(gòu)成太陽系。
太陽系外也存在其他行星系統(tǒng)。約2500億顆類似太陽的恒星和星際物質(zhì)構(gòu)成更巨大的天體系統(tǒng)——銀河系。銀河系的直徑約10萬光年，太陽位于銀河系的一個旋臂中，距銀心約3萬光年。
銀河系外還有許多類似的天體系統(tǒng)，稱為河外星系，常簡稱星系。目前觀測到10億個星系。
星系聚集成大大小小的集團(tuán)，叫星系團(tuán)。平均而言，每個星系團(tuán)約有百余個星系，直徑達(dá)上千萬光年?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)上萬個星系團(tuán)。包括銀河系在內(nèi)約40個星系構(gòu)成的一個小星系團(tuán)叫本星系群。
若干星系團(tuán)集聚在一起構(gòu)成的更高一層次的天體系統(tǒng)叫超星系團(tuán)。超星系團(tuán)往往具有扁長的外形，其長徑可達(dá)數(shù)億光年。通常超星系團(tuán)內(nèi)只含有幾個星系團(tuán)，只有少數(shù)超星系團(tuán)擁有幾十個星系團(tuán)。
本星系群和其附近的約50個星系團(tuán)構(gòu)成的超星系團(tuán)叫做本超星系團(tuán)。
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