什麼是宇宙的「宇宙模型」之說

2022-02-17 16:40:11 字數 4004 閱讀 6858

1樓:易書科技

幾年之後,乙個名不見經傳的前蘇聯數學家弗利德曼,應用不加宇宙項的場方程,得到乙個膨脹的、或脈動的宇宙模型。弗利德曼宇宙在三維空間上也是均勻、各向同性的,但是,它不是靜態的。這個宇宙模型隨時間變化,分三種情況。

第一種情況,三維空間的曲率是負的;第二種情況,三維空間的曲率為零,也就是說,三維空間是平直的;第三種情況,三維空間的曲率是正的。前兩種情況,宇宙不停地膨脹;第三種情況,宇宙先膨脹,達到乙個極大值後開始收縮,然後再膨脹,再收縮……因此第三種宇宙是脈動的。弗利德曼的宇宙最初發表在乙個不太著名的雜誌上。

後來,西歐一些數學家物理學家得到類似的宇宙模型。愛因斯坦得知這類膨脹或脈動的宇宙模型後,十分興奮。他認為自己的模型不好,應該放棄,弗利德曼模型才是正確的宇美國科學家提出的12麵體足球狀宇宙模型宙模型。

同時,愛因斯坦宣稱,自己在廣義相對論的場方程上加宇宙項是錯誤的,場方程不應該含有宇宙項,而應該是原來的老樣子。但是,宇宙項就像「天方夜譚」中從瓶子裡放出的魔鬼再也收不回去了。後人沒有理睬愛因斯坦的意見,繼續討論宇宙項的意義。

今天,廣義相對論的場方程有兩種,一種不含宇宙項,另一種含宇宙項,都在專家們的應用和研究中。

早在2023年前後,天文學家就發現大多數星系的光譜有紅移現象,個別星系的光譜還有紫移現象。這些現象可以用都卜勒效應來解釋。遠離我們而去的光源發出的光,我們收到時會感到其頻率降低,波長變長,並出現光譜線紅移的現象,即光譜線向長波方向移動的現象。

反之,向著我們迎面而來的光源,光譜線會向短波方向移動,出現紫移現象。這種現象與聲音的都卜勒效應相似。許多人都有過這樣的感受:

迎面而來的火車其鳴叫聲特別尖銳刺耳遠離我們而去的火車其鳴叫聲則明顯遲鈍。這就是聲波的都卜勒效應,迎面而來的聲源發出的聲波,我們感到其頻率公升高,遠離我們而去的聲源發出的聲波,我們則感到其頻率降低。

如果認為星系的紅移、紫移是都卜勒效應,那麼大多數星系都在遠離我們,只有個別星系向我們靠近。隨之進行的研究發現,那些個別向我們靠近的紫移星系,都在我們自己的本星系團中(我們銀河系所在的星系團稱本星系團)。本星系團中的星系,多數紅移,少數紫移;而其他星系團中的星系就全是紅移了。

2023年,美國天文學家哈勃總結了當時的一些觀測資料,提出一條經驗規律,河外星系(即我們銀河系之外的其他銀河系)的紅移大小正比於它們離開我們銀河系中心的距離。由於都卜勒效應的紅移量與光源的速度成正比,所以,上述定律又表述為:河外星系的退行速度與它們離我們的距離成正比:

v=hd。

式中v是河外星系的退行速度,d是它們到我們銀河系中心的距離。這個定律稱為哈勃定律,比例常數h稱為哈勃常數。按照哈勃定律,所有的河外星系都在遠離我們,而且,離我們越遠的河外星系,逃離得越快。

哈勃定律反映的規律與宇宙膨脹理論正好相符。個別星系的紫移可以這樣解釋,本星系團內部各星系要圍繞它們的共同重心轉動,因此總會有少數星系在一定時間內向我們的銀河系靠近。這種紫移現象與整體的宇宙膨脹無關。

哈勃定律大大支援了弗利德曼的宇宙模型。不過,如果檢視一下當年哈勃得出定律時所用的資料圖,人們會感到驚訝。在距離與紅移量的關係圖中,哈勃標出的點並不集中在一條直線附近,而是比較分散的。

哈勃怎麼敢於斷定這些點應該描繪成一條直線呢?乙個可能的答案是,哈勃抓住了規律的本質,拋開了細節。另乙個可能是,哈勃已經知道當時的宇宙膨脹理論,所以大膽認為自己的觀測與該理論一致。

以後的觀測資料越來越精,資料圖中的點也越來越集中在直線附近,哈勃定律終於被大量實驗觀測所確認。

有限無邊宇宙模型卻是宇宙未來三種可能的命運之一

2樓:匿名使用者

在引力作用下最終坍縮成乙個質點,很可怕的結果

一種是無限膨脹

一種是在膨脹和壓縮之間來回**

3樓:d主義者

有限無邊即宇宙的體積一定,但沒有邊界。正如二維中球體的表面一樣,面積有限,但沒有邊界,把這種情況試推想到三維中去。

4樓:小魚

宇宙存在乙個臨界密度大概是一億億億億分之一g/cm3,如果宇宙密度超過這個數值宇宙就會膨脹到一定大小後幾開始縮小,一直縮小到乙個點。如果宇宙密度小於這個數值,宇宙就會一直膨脹下去。就目前來說科學家測得的宇宙密度只有這個數值的百分之一,按照上面的說法宇宙會一直膨脹下去,但是有的科學家認為宇宙中存在著暗物質,目前有科學家聲稱發現了暗物質,但沒有找到乙個好的方法來測量宇宙中到底含有多少暗物質。

因此當前存在兩種理論,一種是暗物質就算存在,也不可能使宇宙收縮;另一種是宇宙中主要是我們無法看見的暗物質,它的存在足以是宇宙收縮。宇宙的第三中可能但可能性不大的結果是膨脹到一定大小後既不收縮也不再膨脹,這種情況只可能發生在宇宙密度剛好等於臨界密度的前提下。

宇宙模型到底是什麼樣子的

5樓:匿名使用者

人類在描繪宇宙的模型時歷經了諸多變化,從牛頓時代的經典力學,到愛因斯坦的相對時空(凸型曲率),再到量子力學時代,大**理論的提出,再到負時空理論的不斷認可,現在我們越發的不能建立乙個行之有效的單一模型來描繪我們的宇宙,只能是不同領域多種模型的相互結合,就像是一張世界地圖不能拿乙個國家地圖來描繪,只能是全部國家地圖的結合才可以具體描繪世界地圖,所以在理論領域是沒有具體的一套模型,不過人們把希望寄託在時下興起的一套統一體系m理論,不過m理論也只不過是一套統一體系,並不是具體的模型。如果我們在丟棄一些切實的理論來建立乙個粗糙的宇宙模型,那麼我們宇宙是起始於乙個奇點,不斷膨脹,並且外加暴漲的在延伸。時空在整體上閉合,並且我們生活在多維的膜上,膜面也不是那麼平坦,並且膜面在量子尺度上存在量子尺度丟失,這種丟失在多維中同樣存也正是他們造成的。

我們的宇宙膨脹也不會在有一天停止或著收縮,因為我們的宇宙在另一種模型中是開放的馬鞍型(已經被研究證實)。所以我們的宇宙我們可以粗略的這麼認為。

6樓:不推自倒

地球人類所生存的宇宙不是獨一無二的,而是由兩個浩瀚無垠的雙胞胎宇宙組成的。兩個宇宙的差異在於各自原子負荷的不同,用通俗的話來說,就是所謂的物質和反物質世界。

1、 正宇宙裡,原子其外殼由正電子組成,而這些正電子由反質子固定在核的軌道上。反宇宙而剛好相反;

2、 正反兩個孿生宇宙永遠不能接觸。認為它們可以接觸的主張毫無意義,因為兩者沒有任何聯絡(比如不能說它們之間的距離有多少多少光年,也不能說它們有同一時間概念,總之,在空間和時間上絕無互比的可能);

3、 兩個宇宙的重量相同,半徑也相同;

4、 兩個孿生宇宙有各自的特點[反宇宙裡沒有那麼多的星系,而且各星系的結構也不一樣],因此,不存在外星的孿生星,也無地球的孿生星球;

5、 兩個孿生宇宙在同一時間裡誕生,但它們各自的時間概念、尺度是不一樣的,時間延伸的方向也不是平行的。因此不能說你們的宇宙同我們的宇宙存在於同乙個時空內,在時間方面,絕無你先我後或我先你後之分。我們既可順時間向前,也可逆時間返後,而你們這裡的時間是單向的,只能向前。

6、 在我們的宇宙裡,各星系像浮游的島嶼一樣在宇宙這個汪洋大海裡移動。不過,這一大海是多維的,星系之間充斥著氣體,宇宙同宇宙的關係很不一樣,因為它們存在於虛無之中,所以無法想像它們之間的距離;

7、 儘管兩個宇宙並無時空聯絡,但反宇宙仍影響著我們的宇宙。正是靠著對這個影響的分析,我們才推算出反宇宙的存在。

8、 我們的宇宙觀同時也是發展的,存在著許多成雙成對的孿生宇宙,無數個成對的孿生宇宙都服從於自己特有的光速,每一對孿生宇宙的特定光速本身也是可變的、可導控的,就是靠著這個可變的、可導控的特性和相應技術,我們未來能自由來往於本對孿生宇宙之間,又能自由穿越到另外的孿生宇宙。不同發展程度的文明存在於不同的宇宙中,地球人類並不是宇宙孤獨者,也不是生命形式的終結。

7樓:

同理,也許是我們的技術還達不到可以觀察到宇宙邊際的程度吧。呵呵。。。 按照標準宇宙模型,宇宙是有限無界的,有限是因為膨脹的時間和速度都有上限,

8樓:匿名使用者

說得好!!!給那些寫科普的編輯乙個沉重打擊!!

9樓:和氏璧閣

螞蟻所看到的世界,就認為宇宙就那麼大,人類所能想象到的空間還是有限的,除非超越人類的想象力.空間是有層次的,不同層次的生物就有不同的理解.

10樓:我考無奈

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