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莫笑愚de午夜驪歌

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【引用】大爆炸至今宇宙进化发展的标志性阶段(组图)  

2011-11-18 09:22:06|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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虽然现已获得关于宇宙形成和进化的一些重大发现,但宇宙形成和进化仍有待于揭开更多的神秘面纱。暗物质和暗能量是两个最大的谜团,但是宇宙学家仍在继续探索宇宙,希望能够更好地理解宇宙是如何诞生的。

 

科学探索 来源:腾讯科技

  

大爆炸至今宇宙进化发展的标志性阶段(组图) - 科学探索 - 探索发现|宇宙奥秘|自然地理

 

仍有许多谜团有待揭晓

 

  据美国太空网站10月21日报道,当前普遍认可的宇宙起源理论是宇宙大爆炸模式,该理论认为大约137亿年前宇宙起源于一个令人难以置信炽热且密度较高的点,经过137亿年之后,宇宙如何扩散形成如此广袤的范围呢?

  虽然现已获得关于宇宙形成和进化的一些重大发现,但宇宙形成和进化仍有待于揭开更多的神秘面纱。暗物质和暗能量是两个最大的谜团,但是宇宙学家仍在继续探索宇宙,希望能够更好地理解宇宙是如何诞生的。

  以下是宇宙诞生之初至今的易于理解的进化标志性阶段:

 

 大爆炸至今宇宙进化发展的标志性阶段(组图) - 科学探索 - 探索发现|宇宙奥秘|自然地理

 

宇宙如何起始?

 

  宇宙大爆炸并非是一场大规模太空爆炸事件,依据宇宙大爆炸理论,宇宙诞生于太空中一个非常炽热、密度极大的太初状态。宇宙学家并不清楚在这个太初状态之前所发生的一切,但基于复杂的太空任务、陆基望远镜和复杂的计算,科学家绘制出宇宙早期和其形成阶段的一个清晰图像。

  揭晓宇宙形成的一个关键点是宇宙微波背景观测,它包含着宇宙大爆炸残留光线和放射线的余辉。宇宙大爆炸的遗物遍及整个宇宙,可通过微波检测器进行观测,从而使科学家能够综合掌握宇宙早期的重要线索。

  2001年,美国宇航局发射威尔金森微波各向异性探测器(WMAP),通过测量宇宙微波背景放射线来研究宇宙早期状况。在其它几项发现中,WMAP探测器能够测定宇宙的年龄大约为137亿光年。

 

大爆炸至今宇宙进化发展的标志性阶段(组图) - 科学探索 - 探索发现|宇宙奥秘|自然地理

 

宇宙第一急剧增长期

 

  当宇宙非常年轻时,在宇宙大爆炸之后令人无法想像的短暂时间里,它经历了令人难以置信的急剧生长。在被称为“膨胀”的爆炸式增长期,宇宙以指数翻倍地增长,至少达到90次。

  美国普林斯顿大学理论天体物理学家大卫-斯伯格(David Spergel)说:“宇宙一直处于膨胀之中,伴随着它的膨胀,宇宙将变得更加寒冷,密度更低。”

  经过宇宙大爆炸之后不久的膨胀式增长,宇宙仍在继续增长之中,但以较缓慢的速度进行着。伴随着太空扩张,宇宙变得越来越寒冷,并形成一些宇宙物质。

 

大爆炸至今宇宙进化发展的标志性阶段(组图) - 科学探索 - 探索发现|宇宙奥秘|自然地理

 

过于炽热无法发光

 

  在宇宙诞生之后的3分钟,光化学元素便形成了。伴随着宇宙膨胀,温度降低,质子和中子碰撞在一起形成氘,它是氢的同位素,大量的氘结合在一起形成了氦。

  在宇宙大爆炸之后的38万年,宇宙形成的强烈热量从本质上过于炽热,无法使光线发光。在充足的作用力下原子碰撞在一起,分解形成密集、不反光的质子、中子和电子等离子体,它们像浓雾一样散射光线。

 

大爆炸至今宇宙进化发展的标志性阶段(组图) - 科学探索 - 探索发现|宇宙奥秘|自然地理

 

发光时期的到来

 

  宇宙大爆炸38万年之后,冷却的宇宙物质足以使电子与核子结合在一起形成中性原子,这一阶段被称为“重组”,同时吸引了自由电子,从而导致宇宙变得透明。这个时候释放的光线现今可通过宇宙微波背景放射线形式进行探测。

 

大爆炸至今宇宙进化发展的标志性阶段(组图) - 科学探索 - 探索发现|宇宙奥秘|自然地理

 

摆脱黑暗时代

 

  大约在宇宙大爆炸之后的4亿年,宇宙开始从黑暗时代走出来,这一宇宙进化时期被称为“再电离”。

  科学家认为这一动态阶段持续了超过5亿年,但是基于最新观测,科学家认为“再电离”时期可能比此前预想发生得更快速。

  在这一时期,大量的气体崩溃足以形成宇宙第一颗恒星和星系,这一过程中喷射的紫外线清除或摧毁多数环绕的中性氢气。“再电离”过程以及清除雾状氢气,使得宇宙首次在紫外线下变得透明。

 

大爆炸至今宇宙进化发展的标志性阶段(组图) - 科学探索 - 探索发现|宇宙奥秘|自然地理

 

更多的恒星和星系

 

  天文学家通过梳理寻找最遥远和最古老的星系,来实现理解宇宙早期的性质。同样地,通过研究宇宙微波背景,天文学家能够逆向研究拼凑出早期宇宙的状况。

  依据威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)和宇宙背景探测器(COBE)较早期的勘测任务,将帮助科学家试着揭开宇宙学最持久的谜团,并解答最受争议的问题。据悉,宇宙背景探测器发射于1989年,目前仍在进行宇宙勘测任务。

 

大爆炸至今宇宙进化发展的标志性阶段(组图) - 科学探索 - 探索发现|宇宙奥秘|自然地理

 

太阳系诞生

 

  科学家估计太阳系诞生于宇宙大爆炸之后的90亿年,迄今已有46亿年历史。依据当前的评估,太阳是银河系中1000亿颗恒星中的一颗,它距离银河系内核大约25000光年。

  多数科学家认为,太阳和太阳系内其它星体形成于一个巨大的旋转气体灰尘云,也被称为太阳星云。当引力导致星云崩溃时,它将旋转更快,且扁平呈盘状结构。在这一时期,多数宇宙物质都被牵引至星云中心区域,从而形成了太阳。

 

大爆炸至今宇宙进化发展的标志性阶段(组图) - 科学探索 - 探索发现|宇宙奥秘|自然地理

 

宇宙中的无形物质

 

  上世纪60-70年代,天文学家开始思考宇宙中无形物质可能比有形物质更多。华盛顿卡内基研究所天文学家维拉-鲁宾(Vera Rubin)在星系不同区域观测研究恒星的运行速度。

  基础牛顿物理学表明,位于星系边缘的恒星比星系中心的恒星运行速度更慢。然而维拉发现更远距离恒星的运行速度并没有什么差异。事实上,她发现在一个星系中所有恒星都以或高或低的速度环绕着星系中心运行。

 

大爆炸至今宇宙进化发展的标志性阶段(组图) - 科学探索 - 探索发现|宇宙奥秘|自然地理

 

宇宙加速膨胀

 

  上世纪20年代,天文学家爱德温-哈勃(Edwin Hubble)获得了一项关于宇宙的革命性发现,使用在洛杉矶威尔逊山天文台最新构造的一个望远镜,观测到宇宙并非静止状态,而是处于膨胀之中。

  1998年,以天文学家爱德温-哈勃命名的哈勃望远镜通过研究非常遥远的超新星,发现很久以前宇宙膨胀速度低于现今。这项发现令人感到意外,这是因为长期以来认为宇宙物质的引力将减缓其膨胀进程。

  暗能量被认为宇宙中最奇特的力量,它以不断增长的速度牵引着宇宙物质,它的未被探测性和遮蔽性仍是宇宙谜团。研究分析显示,这种隐蔽性较好的宇宙物质的确存在,它构成了宇宙的73%,是宇宙学最受争论的主题之一。

 

 

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