在古代由于人類的科技不夠發(fā)達(dá),所以古人一直都遵循日出而作日入而息的自然規(guī)律,不過(guò)隨著人類科技的進(jìn)步,人類發(fā)明了電燈,自從有了電燈之后,人類在晚上也能夠工作和玩耍,小的時(shí)候,我們經(jīng)常抬頭看天空中的星星,星星非常明亮,它們掛在天空中一閃一閃的很漂亮,以前很多人都認(rèn)為,星星就是地球的產(chǎn)物,不過(guò)現(xiàn)在我們已經(jīng)知道了,其實(shí)星星并不是我們所看到的那個(gè)樣子,它其實(shí)是宇宙中的恒星,之所以我們看到它們的體積很小,是因?yàn)樗鼈兙嚯x我們非常遙遠(yuǎn),在宇宙中有很多天體,比如說(shuō)恒星、行星、彗星、小行星、中子星、黑洞等等。恒星是能夠自己發(fā)光發(fā)熱的天體,我們的太陽(yáng)就是一顆恒星,到現(xiàn)在為止,太陽(yáng)已經(jīng)燃燒了50億年之久,它的壽命還有50億年。
在過(guò)去幾百年中,很多科學(xué)家都在思考一個(gè)問(wèn)題,就是為什么夜空是黑色的?可能很多朋友看到這個(gè)問(wèn)題都會(huì)覺(jué)得可笑,畢竟從古至今一直都是這個(gè)樣子的,對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,很多科學(xué)家提出了研究和思考,他們提出了不同的假說(shuō),直到今天為止,科學(xué)家們還在不斷的探討這個(gè)問(wèn)題,有一些科學(xué)家認(rèn)為,夜空是黑色的,這其實(shí)和我們地球的自轉(zhuǎn)有關(guān)系,科學(xué)家認(rèn)為,地球的自轉(zhuǎn)主要來(lái)自于角動(dòng)量,地球誕生于46億年前,在地球剛剛形成之初,獲得了一定的初速度和角動(dòng)量,這部分初速度到現(xiàn)在還在驅(qū)動(dòng)地球自轉(zhuǎn),當(dāng)然了,也有一些科學(xué)家認(rèn)為,地球轉(zhuǎn)動(dòng)和暗物質(zhì)有關(guān)系,暗物質(zhì)是宇宙中非常神秘的物質(zhì),它不會(huì)和其它任何物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),所以我們看不見(jiàn)也摸不著它。
這種物質(zhì)能夠釋放出巨大的能量,推動(dòng)宇宙中的天體不停的運(yùn)動(dòng),不過(guò)到現(xiàn)在為止,科學(xué)家并沒(méi)有在宇宙中發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì),既然目前科學(xué)家還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì),那么我們只能夠相信角動(dòng)量守恒,因?yàn)榈厍虻淖赞D(zhuǎn),所以地球才有了晝夜之分,當(dāng)?shù)厍蛘龑?duì)太陽(yáng)的時(shí)候就是白天,而背面就是夜晚,這是因?yàn)楸趁鏌o(wú)法接收到太陽(yáng)光的照射,所以就是黑夜,地球不停的自轉(zhuǎn)才會(huì)出現(xiàn)晝夜交替,如果我們的地球停止自轉(zhuǎn),那么一個(gè)半球就會(huì)永遠(yuǎn)處于白天,另一個(gè)半球就會(huì)永遠(yuǎn)處于黑夜,在宇宙中類似這樣的天體有很多,如果地球停止自轉(zhuǎn),將會(huì)給我們帶來(lái)巨大的災(zāi)難,地球的自轉(zhuǎn)能夠使得大氣和海洋處于流動(dòng)狀態(tài)。
形成各種環(huán)流和洋流,如果地球不轉(zhuǎn)了,那么海洋和大氣流動(dòng)就會(huì)停止,氣候和環(huán)境將會(huì)發(fā)生巨大的改變,雖然地球的自轉(zhuǎn)能夠解釋夜空為什么是黑的,但是在1823年,德國(guó)科學(xué)家?jiàn)W博斯提出了一個(gè)問(wèn)題,他認(rèn)為,如果宇宙是無(wú)限靜止的和均勻的,那么觀測(cè)者每一道視線的終點(diǎn),必將會(huì)中介在一顆恒星上,既然如此,那么整個(gè)夜空應(yīng)該是明亮的,但實(shí)際上的夜空既然是黑的,無(wú)限宇宙模型會(huì)導(dǎo)致如下結(jié)果:黑夜和白天一樣亮,但實(shí)際上夜空是黑暗的,理論同觀測(cè)的這種矛盾被稱為是奧博斯詳謬,無(wú)論是采用吸光物質(zhì)、天體壽命、引力常數(shù)等等都無(wú)法解決這個(gè)問(wèn)題。
為了能夠自圓其說(shuō),他自己也給出了答案:宇宙不是透明的,在宇宙中存在很多塵埃和天體,遙遠(yuǎn)恒星發(fā)出的光被這些宇宙塵埃擋住了,或者是被其他的天體擋住了,這個(gè)理論看上去沒(méi)有任何問(wèn)題,但是卻被熱力學(xué)第一定律推翻了,能量不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,它只是從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者是從一個(gè)物體轉(zhuǎn)化為另一個(gè)物體,在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中,能量的總量是保持不變的,如果說(shuō)宇宙中的物質(zhì)這遮擋了光,那么光就會(huì)變成熱能,這些熱能會(huì)重新輻射出來(lái),發(fā)出其它波長(zhǎng)、均勻的光,這樣我們也能夠看到它們,所以夜空是黑色的這個(gè)問(wèn)題并沒(méi)有解決。
如果按照靜態(tài)宇宙的說(shuō)明,那么這個(gè)問(wèn)題就永遠(yuǎn)都得不到正確的答案,一直以來(lái)科學(xué)家都認(rèn)為我們的宇宙是靜態(tài)的,愛(ài)因斯坦當(dāng)時(shí)也認(rèn)為宇宙是靜態(tài)的,不過(guò)他的認(rèn)知也受到了當(dāng)時(shí)科學(xué)觀點(diǎn)的影響,靜態(tài)宇宙模型認(rèn)為宇宙是恒定不變的,不應(yīng)該隨著時(shí)間的變化而變化,愛(ài)因斯坦希望在他的廣義相對(duì)論中求出一個(gè)靜態(tài)宇宙模型,但是他發(fā)現(xiàn)無(wú)論如何嘗試,都無(wú)法得到靜態(tài)宇宙方程,于是他在廣義相對(duì)論的方程中加了一個(gè)宇宙常數(shù),有了這個(gè)常數(shù)之后,愛(ài)因斯坦得出了靜態(tài)宇宙模型,不過(guò)當(dāng)時(shí)有一個(gè)蘇聯(lián)的科學(xué)家利用不含宇宙常數(shù)的相對(duì)論方程得出了宇宙膨脹的模型。不過(guò)當(dāng)時(shí)宇宙膨脹理論并沒(méi)有流傳開(kāi)來(lái)。
在1848年,發(fā)現(xiàn)光的多普勒位移科學(xué)家提供了確定天體相對(duì)地球運(yùn)動(dòng)速度的工具,這種方式要求具有探測(cè)和測(cè)量合適的光譜吸收線的能力,在1912年,羅威爾天文臺(tái)科學(xué)家維斯托.斯里弗獲得了第一批漩渦星云和之后被識(shí)別為其它星系的光譜,它發(fā)這些星系存在紅移,后來(lái)在1919年的時(shí)候,美國(guó)物理學(xué)家愛(ài)得文.哈勃也開(kāi)始研究星系,它利用加州南部威爾遜山天文臺(tái)望遠(yuǎn)鏡研究星系紅移的數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)十年的收集,在1929年他發(fā)表了自己的論文,他認(rèn)為星系的紅移隨著距離的增加而增加,所有的星系看上去都在遠(yuǎn)離我們,越遠(yuǎn)的速度越快,這一觀察結(jié)果暗示了可觀測(cè)宇宙體積正在膨脹,這就是哈勃定律。
哈勃定律揭示了宇宙在膨脹,星系之間的距離因?yàn)榕蛎浀目臻g而越來(lái)越大,反推回去,過(guò)去他們之間的距離應(yīng)當(dāng)比現(xiàn)在還小,在某一時(shí)刻,宇宙應(yīng)該處于一個(gè)密度溫度極高的狀態(tài)。所以,宇宙的膨脹,本身就是宇宙大爆炸的一個(gè)證據(jù),也是后來(lái)科學(xué)家建立“宇宙大爆炸學(xué)說(shuō)”的基石。按照哈勃定律的描述:遙遠(yuǎn)星系的退行速度與他們和地球的距離成正比,在2018年10月,國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)表決通過(guò),更改為哈勃-勒梅特定律,以紀(jì)念勒梅特更早的發(fā)現(xiàn)宇宙膨脹的現(xiàn)象,在愛(ài)得文.哈勃之前,勒梅特就提出了宇宙蛋假說(shuō),他認(rèn)為最早的宇宙,實(shí)際上是從一個(gè)和原子大小差不多的宇宙蛋中膨脹出來(lái)的。
所以宇宙蛋假說(shuō)也被稱為是宇宙大爆炸的初級(jí)學(xué)說(shuō),從嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō),勒梅特更早的發(fā)現(xiàn)了宇宙膨脹的理論,這個(gè)理論不僅僅解釋了夜空為什么黑的,而且也讓科學(xué)家們感到非常絕望,由于我們的宇宙在不斷的膨脹當(dāng)中,而且膨脹的速度非?煲呀(jīng)超越了光速,所以我們的夜空看上去才是黑色的,在宇宙膨脹之前,我們能夠想象所有的恒星和星系都聚集在一起,并且在可觀測(cè)范圍內(nèi)無(wú)限密集,在這種情況下,每個(gè)方向上都會(huì)有光線來(lái)自無(wú)限多的恒星和星系,因此整個(gè)天體就是明亮的,而宇宙膨脹理論完美的解釋了夜空的黑。從宇宙大爆炸之后,宇宙膨脹的速度 導(dǎo)致我們較遠(yuǎn)的恒星和星系以超光速的速度遠(yuǎn)離我們。
我們能夠觀測(cè)到的恒星和星系是有限的,我們能夠觀測(cè)到的恒星數(shù)量開(kāi)始下降,這就意味著足夠遠(yuǎn)的距離,我們看不到它們的光芒,所以這些光芒無(wú)法飛到地球上來(lái),這才會(huì)導(dǎo)致夜空是黑色的,而且宇宙膨脹還會(huì)導(dǎo)致光從較遠(yuǎn)距離進(jìn)入時(shí),被拉伸到較長(zhǎng)的波長(zhǎng),使得這些光變暗或幾乎不見(jiàn),這就是紅移,所以我們的夜空才會(huì)變成黑色,只有地球正對(duì)太陽(yáng)的時(shí)候,才能夠有足夠的陽(yáng)光,在宇宙中不僅僅地球是這個(gè)樣子,宇宙中其它的天體也是這樣的,雖然這個(gè)現(xiàn)象解釋了夜空是黑色的,但是讓很多科學(xué)家感到非常絕望,為什么這么說(shuō)呢?因?yàn)閺娜祟愖叱龅厍蛑螅祟愐恢倍枷胍烙钪娴倪吘壴谀睦铮?/p>
目前人類觀測(cè)到銀河系的直徑達(dá)到了20萬(wàn)光年,而銀河系在宇宙中只不過(guò)是一個(gè)非常渺小的星系,根據(jù)科學(xué)家的研究得出,人類肉眼能夠看到6000多顆恒星,但是在銀河系中恒星的數(shù)量超過(guò)了2000億顆,但是銀河系在宇宙中渺小的就像是一粒沙子,比銀河系大的星系是仙女座星系,銀河系和仙女座星系等多個(gè)星系組成了一個(gè)跨度為1000萬(wàn)光年的龐大結(jié)構(gòu),這個(gè)結(jié)構(gòu)被稱為是本星系群,在這個(gè)結(jié)構(gòu)中,仙女座星系是最大的,第二大的是銀河系,站在宏觀的角度上,本星系群和100個(gè)星系組成了一個(gè)更大的結(jié)構(gòu),這個(gè)結(jié)構(gòu)被稱為是室女座超星系團(tuán)。在這個(gè)星系團(tuán)中,大約有2000多個(gè)星系。而銀河系只是這2000多個(gè)星系中的一個(gè)。
可能很多人看到這里覺(jué)得室女座超星系團(tuán)已經(jīng)非常大了,畢竟它的直徑達(dá)到了1.1億光年,對(duì)于人類來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)直就是天文數(shù)字,不過(guò)在2014年的時(shí)候,科學(xué)家在宇宙中發(fā)現(xiàn)了更大的星系結(jié)構(gòu),這個(gè)結(jié)構(gòu)就是拉尼亞凱亞超星系團(tuán),拉尼亞凱亞超星系團(tuán)的直徑達(dá)到了5.2億光年,擁有500多個(gè)星系團(tuán),面對(duì)這么大的星系團(tuán),銀河系在它面前渺小的就像是一粒沙子,看到這里可能很多朋友會(huì)想,地球和人類在宇宙面前連沙子都不算,頂多算是一個(gè)細(xì)胞。但是在宇宙中比拉尼亞凱亞超星系團(tuán)還大的宇宙結(jié)構(gòu)是武仙-北冕座長(zhǎng)城,它的寬度達(dá)到了100億光年。目前人類能夠觀測(cè)到的宇宙直徑達(dá)到了930億光年。
這并不是宇宙的全部范圍,只是人類能夠觀測(cè)到的,宇宙到底有多大?現(xiàn)在科學(xué)家還在積極的研究和探索當(dāng)中,如果說(shuō)我們的宇宙一直膨脹下去,那么我們永遠(yuǎn)都無(wú)法找到宇宙的邊緣,因?yàn)橛钪媾蛎浀乃俣纫裙馑龠快,目前人類的飛行速度連光速的十分之一都達(dá)不到,曾經(jīng)在46年前,科學(xué)家向太陽(yáng)系外發(fā)射了旅行者1號(hào)和2號(hào)探測(cè)器,發(fā)射這兩個(gè)探測(cè)器的目的就是為了讓它們飛出太陽(yáng)系,探索太陽(yáng)系之外的奧秘,不過(guò)這么多年過(guò)去了,旅行者1號(hào)和2號(hào)并沒(méi)有完全飛出太陽(yáng)系,科學(xué)家經(jīng)過(guò)研究得出,按照現(xiàn)在的飛行速度來(lái)看,它們想要飛出太陽(yáng)系,至少需要上萬(wàn)年的時(shí)間,這對(duì)于人類來(lái)說(shuō)太漫長(zhǎng)了。
而且根據(jù)愛(ài)因斯坦的理論我們能夠知道,任何有質(zhì)量的物體都沒(méi)有辦法達(dá)到光速,也不可能超越光速,既然如此,那么我們的飛行速度只能夠無(wú)限的解決光速,在這個(gè)情況下,我們不可能找到宇宙的邊緣,所以很多科學(xué)家感到非常絕望,如果我們找不到宇宙的邊緣,那么我們就無(wú)法解開(kāi)宇宙誕生的奧秘,想要解開(kāi)宇宙的秘密,我們必須走出宇宙,俗話說(shuō):不識(shí)廬山真面目,只緣身在此山中。由于我們?cè)谟钪鎯?nèi)部,所以我們看不到宇宙的整體面貌,這就導(dǎo)致我們無(wú)法知道宇宙到底是什么樣子的?或許目前科學(xué)家對(duì)宇宙的認(rèn)知都是錯(cuò)誤的,如果我們能夠走出宇宙,或許能夠解開(kāi)宇宙的終極奧秘。
不過(guò)現(xiàn)在看來(lái),想要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)真的是太困難了,不過(guò)有不少科學(xué)家認(rèn)為,我們的宇宙不可能一直膨脹下去,它現(xiàn)在之所以會(huì)不斷的膨脹,是因?yàn)橛钪娲蟊ㄖ螽a(chǎn)生的能量并沒(méi)有完全消耗完,如果有一天宇宙大爆炸產(chǎn)生的能量完全消耗完,那么我們的宇宙就會(huì)停止膨脹,它膨脹時(shí)的速度有多快,收縮時(shí)的速度就會(huì)有多快,最終宇宙會(huì)收縮成大爆炸之前的奇點(diǎn),當(dāng)這個(gè)奇點(diǎn)受到外力的擾動(dòng),新的宇宙就誕生了,雖然在這只是科學(xué)家的猜測(cè),但也是有一定道理的,未來(lái)隨著人類科技的進(jìn)步,說(shuō)不定人類能夠解開(kāi)宇宙的奧秘,對(duì)此,大家有什么想說(shuō)的嗎?