在100多年前,那时的人们遍及认为宇宙是永恒不变的,即宇宙既没有起点,也没有终点,不管宇宙内的天体怎么活动,宇宙始终连结永恒不变,以此成立的宇宙模子也被称之为静态宇宙模子。
直到爱因斯坦成立广义相对论后,才逐渐打破了这一固有认知。狭义相对论同一了时候和空间,成立了全新的时空不雅。1915年,爱因斯坦在狭义相对论的根本上成立了广义相对论,该理论中有一个很是主要的场方程,这一方程预言宇宙不成能是静态的,会膨胀。何如爱因斯坦那时也坚信静态宇宙模子,认为是本身犯错了,又在场方程中加了个宇宙常数。若是该常数取值合适,就不会从方程中推出宇宙在膨胀这一成果。
在爱因斯坦颁发广义相对论之后,物理学界就有良多人接踵对其进行研究。1927年,比利时天文学家勒梅特就在此根本上提出了宇宙大爆炸理论,认为宇宙由在好久好久以前的一个致密炽热的奇点爆炸膨胀而来。
在人类对宇宙的熟悉过程中,哈勃起到了至关主要的感化。
美国天文学家哈勃在对河外星系的持久不雅测过程中发现大大都星系都存在光谱红移现象,即星系都在远离我们,宇宙在膨胀。一切波都合用多普勒效应,当星系远离我们时,我们接收到的电磁波的频率就会降低,在电磁波谱中会呈现谱线红移的现象。
1929年,哈勃按照不雅测成果提出哈勃定律,发现距离我们越远的星系,远离我们的速度也就越快,即星系远离我们的速度与它和我们的距离当作正比。若是不是宇宙在膨胀,而是星系自己在活动,那么有的星系必定会接近我们,光谱必然存在蓝移而不是红移,可事实上绝大大都星系都在远离我们,而且在退行速度上也步伐一致,那么只有一种诠释,就是宇宙在等比例膨胀。颠末多次不雅测,此刻科学家已经确认,宇宙在326万光年标准上的膨胀速度在70公里/秒摆布。
恰是哈勃的进献,让我们熟悉到宇宙是动态的,在不竭地膨胀。之后的伽莫夫等人,则进一步完美了大爆炸理论,对宇宙的演化作出了详尽的描述。
1964年,彭齐亚斯和威尔逊发现了宇宙微波布景辐射,更是当作为了撑持宇宙大爆炸理论的强有力证据。
时候到了20宿世纪90年月,科学家经由过程对IA型超新星的不雅测,发现宇宙正在加快膨胀。宇宙加快膨胀的这一过程始于几十亿年前。本家儿流不雅点认为,导致宇宙加快膨胀的原因是暗能量。事实上,若是对爱因斯坦场方程中的宇宙常数取合适的值,也可以或许获得宇宙在加快膨胀这一成果。不雅测成果表白,暗能量约占了宇宙中已知物质总量的70%,恰是它供给了差遣宇宙膨胀的动力。
此刻科学家们已经知道,宇宙降生于138亿年前。宇宙的春秋是在哈勃常数等根本上推出来的,哈勃常数就是宇宙的膨胀速度。颠末不竭膨胀之后,此刻宇宙已经变得很是的大,今朝可以被人类不雅测到的宇宙的直径就有930亿光年。而永远无法被人类不雅测到的宇宙,据猜测直径更是高达上万亿光年。之所以存在人类可不雅察之外的区域,就是因为宇宙整体的膨胀速度已经远超光速,而信息(电磁波、中微子、引力波等)的传布速度却不克不及跨越光速,这意味着这些信息永远不成能触及到我们,当然也就不雅察不到。
宇宙有大小,在膨胀。按照我们的经验,宇宙之外必定还有多余的空间,那宇宙之外事实有什么?
按照传统思维,这确实是个问题。不外按照我们对宇宙的界说,宇宙包含一切物质,以及所有的时候和空间。物质、时候和空间三位一体,不克不及零丁存在,那么即使宇宙在膨胀,也并不料味着宇宙之外还有空间,因为宇宙膨胀到哪儿,哪儿才存在时候和空间。也就是说,按照现有的认知,宇宙并不存在外面这个概念。
若是宇宙真存在外面,那在我们这个宇宙之外可能还存在着若干甚至无数个与我们不异或者相似的宇宙。人类地点的这个宇宙可能只是整个宇宙海洋中的此中一个,而宇宙和宇宙之间的区域则可能是一片混沌虚无。这时又有人要问,宇宙海洋是怎么来的?宇宙海洋是有限的吗?宇宙海洋的外面又是什么?总之,最后会陷入无限无尽的套娃式疑问之中。
因为宇宙正在加快膨胀,所以宇宙的命运可能也已经确定,最终会走标的目的大扯破,一切星系甚至原子,最终城市归于虚无。成果事实如何,这还有赖于人类对暗能量性质的进一步研究。







